Python __itruediv__ 方法
最后修改于 2025 年 4 月 8 日
这份全面的指南探讨了 Python 的 __itruediv__ 方法，它是用于原地真除法的特殊方法。我们将涵盖基本用法、运算符重载、实际示例和最佳实践。
基本定义
__itruediv__ 方法实现了原地真除法运算 (/=)。它原地修改左操作数，而不是创建一个新对象。
主要特征：它必须返回修改后的对象（通常是 self），处理 /= 运算符，并且即使使用整数也执行浮点除法。当不存在 __truediv__ 时，它会被调用。
基本 __itruediv__ 实现
这是一个简单的实现，展示了 __itruediv__ 如何与自定义类一起工作。该方法修改实例的值。
class Number:
def __init__(self, value):
self.value = value
def __itruediv__(self, other):
self.value /= other
return self
num = Number(10)
num /= 2
print(num.value) # Output: 5.0
此示例显示了基本结构。__itruediv__ 方法将实例的值除以右操作数，并返回修改后的实例。
请注意，即使使用整数输入，真除法总是产生浮点结果。该方法原地修改对象，而不是创建一个新对象。
带有原地除法的 Fraction 类
此示例演示了在更复杂的 Fraction 类中使用 __itruediv__，该类分别维护分子和分母。
class Fraction:
def __init__(self, numerator, denominator=1):
self.numerator = numerator
self.denominator = denominator
def __itruediv__(self, other):
if isinstance(other, Fraction):
self.numerator *= other.denominator
self.denominator *= other.numerator
else:
self.denominator *= other
self._simplify()
return self
def _simplify(self):
gcd_val = gcd(self.numerator, self.denominator)
self.numerator //= gcd_val
self.denominator //= gcd_val
def __repr__(self):
return f"Fraction({self.numerator}, {self.denominator})"
from math import gcd
f1 = Fraction(3, 4)
f1 /= Fraction(1, 2)
print(f1) # Fraction(6, 4) simplified to Fraction(3, 2)
这个 Fraction 类处理与分数和数字的原地除法。__itruediv__ 方法更新分数的组成部分并简化结果。
该方法检查右操作数的类型，以正确处理不同的除法情况。它在每次操作后将分数保持在其最简形式。
向量原地除法
此示例显示了向量除法，其中每个分量都使用 /= 运算符除以标量值。
class Vector:
def __init__(self, *components):
self.components = list(components)
def __itruediv__(self, scalar):
if scalar == 0:
raise ValueError("Cannot divide by zero")
self.components = [x / scalar for x in self.components]
return self
def __repr__(self):
return f"Vector({', '.join(map(str, self.components))})"
v = Vector(2, 4, 6)
v /= 2
print(v) # Vector(1.0, 2.0, 3.0)
此处的 __itruediv__ 方法将每个向量分量除以标量值。它包括防止除以零的保护措施。
此实现原地修改向量，而不是创建一个新的 Vector 对象。即使除以整数，分量也会变成浮点数。
矩阵原地除法
这个更高级的示例演示了矩阵除法，其中每个元素都除以标量或另一个矩阵元素。
class Matrix:
def __init__(self, rows):
self.rows = rows
def __itruediv__(self, other):
if isinstance(other, (int, float)):
for i in range(len(self.rows)):
for j in range(len(self.rows[i])):
self.rows[i][j] /= other
elif isinstance(other, Matrix):
for i in range(len(self.rows)):
for j in range(len(self.rows[i])):
self.rows[i][j] /= other.rows[i][j]
return self
def __repr__(self):
return '\n'.join([' '.join(map(str, row)) for row in self.rows])
m = Matrix([[1, 2], [3, 4]])
m /= 2
print(m)
# Output:
# 0.5 1.0
# 1.5 2.0
这个 Matrix 类处理两种类型的除法：除以标量（除所有元素）和除以另一个矩阵（按元素除法）。
__itruediv__ 方法检查右操作数的类型，以确定要执行的除法运算。它原地修改矩阵。
带有单位转换的温度类
此示例显示了一个 Temperature 类，该类支持考虑单位转换的原地除法。
class Temperature:
def __init__(self, kelvin):
self.kelvin = kelvin
def __itruediv__(self, other):
if isinstance(other, Temperature):
self.kelvin /= other.kelvin
else:
self.kelvin /= other
return self
@property
def celsius(self):
return self.kelvin - 273.15
def __repr__(self):
return f"Temperature(K={self.kelvin}, C={self.celsius})"
t = Temperature(300)
t /= 2
print(t) # Temperature(K=150.0, C=-123.15)
Temperature 类在内部以开尔文存储值，但可以除以数字或其他 Temperature 对象。__itruediv__ 方法修改内部开尔文值。
celsius 属性提供转换后的值，但在除法运算中未使用。所有计算都在开尔文刻度上进行，以保持一致性。
最佳实践
- 返回 self：始终返回修改后的对象以进行链式操作
- 类型检查：验证操作数类型以进行鲁棒操作
- 错误处理：处理除以零和类型不匹配
- 文档行为：清楚地记录预期的操作数类型
- 一致性：与 __truediv__ 保持一致的行为
资料来源
作者
列出所有 Python 教程。