Python __ifloordiv__ 方法
最后修改于 2025 年 4 月 8 日
本综合指南探讨 Python 的 __ifloordiv__ 方法，这是用于原地整除的特殊方法。我们将涵盖基本用法、运算符重载、实际示例和常见用例。
基本定义
__ifloordiv__ 方法实现原地整除运算 (//=)。它原地修改左操作数，而不是创建一个新对象。
关键特性：它必须返回修改后的对象，执行整除运算，并在使用 //= 运算符时调用。 它是 __floordiv__ 的原地版本。
基本的 __ifloordiv__ 实现
这是一个简单的实现，展示了 __ifloordiv__ 如何与自定义类一起工作。 它演示了基本的原地整除行为。
class Number:
def __init__(self, value):
self.value = value
def __ifloordiv__(self, other):
self.value //= other
return self
def __repr__(self):
return f"Number({self.value})"
num = Number(10)
num //= 3
print(num) # Output: Number(3)
此示例显示了一个实现原地整除的 Number 类。 //= 运算符直接修改实例的值。
该方法修改 self.value 并返回 self，这是原地操作在所有上下文中正确工作所必需的。
处理不同的右操作数类型
__ifloordiv__ 可以处理各种右操作数类型。 此示例展示了如何实现类型检查和转换。
class Container:
def __init__(self, items):
self.items = items
def __ifloordiv__(self, other):
if isinstance(other, int):
self.items = self.items[::other]
elif isinstance(other, Container):
self.items = [x//y for x, y in zip(self.items, other.items)]
else:
raise TypeError("Unsupported operand type")
return self
def __repr__(self):
return f"Container({self.items})"
c1 = Container([10, 20, 30, 40, 50])
c1 //= 2 # Take every 2nd item
print(c1) # Container([10, 30, 50])
c2 = Container([5, 10, 15])
c1 //= c2 # Element-wise floor division
print(c1) # Container([2, 3, 3])
此 Container 类为 //= 实现了两种不同的行为：当右操作数为整数时进行切片，当它为另一个 Container 时进行元素级除法。
该示例演示了 __ifloordiv__ 如何根据操作数类型提供不同的功能，使其非常灵活。
继承和 __ifloordiv__
从内置类型继承时，您可能需要实现 __ifloordiv__ 以保持预期的行为。 这是一个自定义列表的示例。
class DivisibleList(list):
def __ifloordiv__(self, divisor):
for i in range(len(self)):
self[i] //= divisor
return self
def __floordiv__(self, divisor):
return DivisibleList([x // divisor for x in self])
nums = DivisibleList([10, 20, 30, 40, 50])
nums //= 3
print(nums) # [3, 6, 10, 13, 16]
result = nums // 2
print(result) # [1, 3, 5, 6, 8]
print(type(result)) # <class '__main__.DivisibleList'>
此 DivisibleList 类继承自 list 并添加原地和常规整除运算。 //= 运算符原地修改列表。
请注意，我们还为常规整除运算 (//) 实现了 __floordiv__，它返回一个新实例而不是修改现有的实例。
矩阵整除
对于数学应用程序，__ifloordiv__ 可以实现矩阵整除。 此示例显示了一个简单的矩阵实现。
class Matrix:
def __init__(self, data):
self.data = data
def __ifloordiv__(self, other):
if isinstance(other, (int, float)):
for row in self.data:
for i in range(len(row)):
row[i] //= other
elif isinstance(other, Matrix):
for i in range(len(self.data)):
for j in range(len(self.data[i])):
self.data[i][j] //= other.data[i][j]
return self
def __repr__(self):
return '\n'.join(' '.join(map(str, row)) for row in self.data)
m = Matrix([[10, 20], [30, 40]])
m //= 3
print(m)
# Output:
# 3 6
# 10 13
此 Matrix 类实现了标量值和其他矩阵的原地整除。 该操作直接修改矩阵元素。
该实现检查操作数类型，并执行与标量的元素级除法，或者与具有相同尺寸的另一个矩阵的元素级除法。
带 __ifloordiv__ 的分数类
对于更复杂的示例，这是一个 Fraction 类，它实现原地整除，同时保持最简形式。
from math import gcd
class Fraction:
def __init__(self, numerator, denominator=1):
common = gcd(numerator, denominator)
self.n = numerator // common
self.d = denominator // common
def __ifloordiv__(self, other):
if isinstance(other, int):
self.n //= other
elif isinstance(other, Fraction):
self.n = (self.n * other.d) // (self.d * other.n)
self.d = 1
else:
raise TypeError("Unsupported operand type")
common = gcd(self.n, self.d)
self.n //= common
self.d //= common
return self
def __repr__(self):
return f"Fraction({self.n}, {self.d})"
f = Fraction(10, 3)
f //= 2
print(f) # Fraction(1, 1)
此 Fraction 类以最简形式维护分数，并实现与整数和其他分数的原地整除。
当除以另一个分数时，它将运算转换为乘以倒数，然后执行整除，最后简化结果。
最佳实践
- 始终返回 self：原地操作应返回修改后的对象
- 也实现 __floordiv__：同时提供原地版本和常规版本
- 处理类型检查：验证操作数类型，并在需要时引发 TypeError
- 小心维护不变性：原地操作修改对象，这可能会影响其他引用
- 记录行为：清楚地记录任何特殊的除法逻辑
资料来源
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