operator --- 標準運算子替代函式

原始碼:Lib/operator.py


operator module(模組)提供了一套與 Python 原生運算子對應的高效率函式。例如,operator.add(x, y) 與表示式 x+y 相同。許多函式名與特殊方法名相同,只是沒有雙底線。為了向後相容,許多包含雙底線的函式被保留了下來,但為了易於表達,建議使用沒有雙底線的函式。

函式種類有物件的比較運算、邏輯運算、數學運算以及序列運算。

物件比較函式適用於所有物件,函式根據它們對應的 rich comparison 運算子命名:

operator.lt(a, b)
operator.le(a, b)
operator.eq(a, b)
operator.ne(a, b)
operator.ge(a, b)
operator.gt(a, b)
operator.__lt__(a, b)
operator.__le__(a, b)
operator.__eq__(a, b)
operator.__ne__(a, b)
operator.__ge__(a, b)
operator.__gt__(a, b)

ab 之間進行 "rich comparison"。具體來說,lt(a, b)a < b 相同,le(a, b)a <= b 相同,eq(a, b)a == b 相同,ne(a, b)a != b 相同,gt(a, b)a > b 相同,ge(a, b)a >= b 相同。注意這些函式可以回傳任何值,無論它是否可當作 boolean(布林)值。關於 rich comparison 的更多資訊請參考 比较运算

邏輯運算通常也適用於所有物件,並且支援真值檢測、標識檢測和 boolean 運算:

operator.not_(obj)
operator.__not__(obj)

回傳 not obj 的結果。(請注意物件實例並沒有 __not__() method(方法);只有直譯器核心定義此操作。結果會受 __bool__()__len__() method 影響。)

operator.truth(obj)

如果 obj 為真值則回傳 True,否則回傳 False。這等價於使用 bool 建構器。

operator.is_(a, b)

回傳 a is b。檢測物件標識。

operator.is_not(a, b)

回傳 a is not b。檢測物件標識。

數學和位元運算的種類是最多的:

operator.abs(obj)
operator.__abs__(obj)

回傳 obj 的絕對值。

operator.add(a, b)
operator.__add__(a, b)

對於數字 ab,回傳 a + b

operator.and_(a, b)
operator.__and__(a, b)

回傳 xy 位元運算與 (and) 的結果。

operator.floordiv(a, b)
operator.__floordiv__(a, b)

回傳 a // b

operator.index(a)
operator.__index__(a)

回傳 a 轉換為整數的結果。等價於 a.__index__()

3.10 版更變: 結果總是 int 型別。在過去的版本中,結果可能為 int 子類別的實例。

operator.inv(obj)
operator.invert(obj)
operator.__inv__(obj)
operator.__invert__(obj)

回傳數字 obj 按位元取反 (inverse) 的結果。這等價於 ~obj

operator.lshift(a, b)
operator.__lshift__(a, b)

回傳 a 左移 b 位的結果。

operator.mod(a, b)
operator.__mod__(a, b)

回傳 a % b

operator.mul(a, b)
operator.__mul__(a, b)

對於數字 ab,回傳 a * b

operator.matmul(a, b)
operator.__matmul__(a, b)

回傳 a @ b

3.5 版新加入.

operator.neg(obj)
operator.__neg__(obj)

回傳 obj 取負值的結果 (-obj)。

operator.or_(a, b)
operator.__or__(a, b)

回傳 ab 按位元或 (or) 的結果。

operator.pos(obj)
operator.__pos__(obj)

回傳 obj 取正的結果 (+obj)。

operator.pow(a, b)
operator.__pow__(a, b)

對於數字 ab,回傳 a ** b

operator.rshift(a, b)
operator.__rshift__(a, b)

回傳 a 右移 b 位的結果。

operator.sub(a, b)
operator.__sub__(a, b)

回傳 a - b

operator.truediv(a, b)
operator.__truediv__(a, b)

回傳 a / b,例如 2/3 將等於 .66 而不是 0。這也被稱為「真」除法。

operator.xor(a, b)
operator.__xor__(a, b)

回傳 ab 按位元異或 (exclusive or) 的結果。

適用於序列的操作(其中一些也適用於對映 (mapping)),包括:

operator.concat(a, b)
operator.__concat__(a, b)

對於序列 ab,回傳 a + b

operator.contains(a, b)
operator.__contains__(a, b)

回傳 b in a 檢測的結果。請注意運算元是反序的。

operator.countOf(a, b)

回傳 ba 中的出現次數。

operator.delitem(a, b)
operator.__delitem__(a, b)

移除 a 中索引為 b 的值。

operator.getitem(a, b)
operator.__getitem__(a, b)

回傳 a 中索引為 b 的值。

operator.indexOf(a, b)

回傳 ba 中首次出現所在的索引。

operator.setitem(a, b, c)
operator.__setitem__(a, b, c)

a 中索引為 b 的值設為 c

operator.length_hint(obj, default=0)

回傳物件 o 的估計長度。首先嘗試回傳其實際長度,再使用 object.__length_hint__() 得出估計值,最後才是回傳預設值。

3.4 版新加入.

operator module 還定義了一些用於常規屬性和條目查詢的工具。這些工具適合用來編寫快速欄位提取器以作為 map()sorted()itertools.groupby() 或其他需要函式引數的函式之引數。

operator.attrgetter(attr)
operator.attrgetter(*attrs)

回傳一個可從運算元中獲取 attr 的可呼叫 (callable) 物件。如果請求了一個以上的屬性,則回傳一個包含屬性的 tupple(元組)。屬性名稱還可包含點號。例如:

  • f = attrgetter('name') 之後,呼叫 f(b) 將回傳 b.name

  • f = attrgetter('name', 'date') 之後,呼叫 f(b) 將回傳 (b.name, b.date)

  • f = attrgetter('name.first', 'name.last') 之後,呼叫 f(b) 將回傳 (b.name.first, b.name.last)

等價於:

def attrgetter(*items):
    if any(not isinstance(item, str) for item in items):
        raise TypeError('attribute name must be a string')
    if len(items) == 1:
        attr = items[0]
        def g(obj):
            return resolve_attr(obj, attr)
    else:
        def g(obj):
            return tuple(resolve_attr(obj, attr) for attr in items)
    return g

def resolve_attr(obj, attr):
    for name in attr.split("."):
        obj = getattr(obj, name)
    return obj
operator.itemgetter(item)
operator.itemgetter(*items)

回傳一個使用運算元的 __getitem__() 方法從運算元中獲取 item 的可呼叫物件。如果指定了多個條目,則回傳一個查詢值的 tupple。例如:

  • f = itemgetter(2) 之後,呼叫 f(r) 將回傳 r[2]

  • g = itemgetter(2, 5, 3) 之後,呼叫 g(r) 將回傳 (r[2], r[5], r[3])

等價於:

def itemgetter(*items):
    if len(items) == 1:
        item = items[0]
        def g(obj):
            return obj[item]
    else:
        def g(obj):
            return tuple(obj[item] for item in items)
    return g

傳入的條目可以為運算元的 __getitem__() 所接受的任何型別。dictionary(字典)接受任意可雜湊 (hashable) 的值。list、tupple 和字串接受索引或切片:

>>> itemgetter(1)('ABCDEFG')
'B'
>>> itemgetter(1, 3, 5)('ABCDEFG')
('B', 'D', 'F')
>>> itemgetter(slice(2, None))('ABCDEFG')
'CDEFG'
>>> soldier = dict(rank='captain', name='dotterbart')
>>> itemgetter('rank')(soldier)
'captain'

使用 itemgetter() 從 tuple 中提取特定欄位的例子:

>>> inventory = [('apple', 3), ('banana', 2), ('pear', 5), ('orange', 1)]
>>> getcount = itemgetter(1)
>>> list(map(getcount, inventory))
[3, 2, 5, 1]
>>> sorted(inventory, key=getcount)
[('orange', 1), ('banana', 2), ('apple', 3), ('pear', 5)]
operator.methodcaller(name, /, *args, **kwargs)

回傳一個在運算元上呼叫 name method 的可呼叫物件。如果給定額外的引數和/或關鍵字引數,它們也將被傳給該 method。例如:

  • f = methodcaller('name') 之後,呼叫 f(b) 將回傳 b.name()

  • f = methodcaller('name', 'foo', bar=1) 之後,呼叫 f(b) 將回傳 b.name('foo', bar=1)

等價於:

def methodcaller(name, /, *args, **kwargs):
    def caller(obj):
        return getattr(obj, name)(*args, **kwargs)
    return caller

運算子與函式間的對映

以下表格表示了抽象運算是如何對應於 Python 語法中的運算子和 operator module中的函式。

運算

語法

函式

加法

a + b

add(a, b)

字串串接

seq1 + seq2

concat(seq1, seq2)

包含性檢測

obj in seq

contains(seq, obj)

除法

a / b

truediv(a, b)

除法

a // b

floordiv(a, b)

按位元與 (And)

a & b

and_(a, b)

按位元互斥或 (Exclusive Or)

a ^ b

xor(a, b)

按位元取反 (Inversion)

~ a

invert(a)

按位元或 (Or)

a | b

or_(a, b)

取冪

a ** b

pow(a, b)

標識

a is b

is_(a, b)

標識

a is not b

is_not(a, b)

索引賦值

obj[k] = v

setitem(obj, k, v)

索引刪除

del obj[k]

delitem(obj, k)

索引取值

obj[k]

getitem(obj, k)

左移

a << b

lshift(a, b)

模除 (Modulo)

a % b

mod(a, b)

乘法

a * b

mul(a, b)

矩陣乘法

a @ b

matmul(a, b)

反相(算術)

- a

neg(a)

反相(邏輯)

not a

not_(a)

正數

+ a

pos(a)

右移

a >> b

rshift(a, b)

切片賦值

seq[i:j] = values

setitem(seq, slice(i, j), values)

切片刪除

del seq[i:j]

delitem(seq, slice(i, j))

切片取值

seq[i:j]

getitem(seq, slice(i, j))

字串格式化

s % obj

mod(s, obj)

減法

a - b

sub(a, b)

真值檢測

obj

truth(obj)

比較大小

a < b

lt(a, b)

比較大小

a <= b

le(a, b)

相等性

a == b

eq(a, b)

不等性

a != b

ne(a, b)

比較大小

a >= b

ge(a, b)

比較大小

a > b

gt(a, b)

原地 (in-place) 運算子

許多運算都有「原地」版本。以下列出的是提供對原地運算子(與一般語法相比)更底層存取的函式,例如 statement x += y 相當於 x = operator.iadd(x, y)。換一種方式來講就是 z = operator.iadd(x, y) 等價於複合陳述式 z = x; z += y

在這些例子中,請注意當呼叫一個原地方法時,運算和賦值是分成兩個步驟來執行的。下面列出的原地函式只執行第一步,即呼叫原地方法,第二步賦值則不加處理。

對於不可變 (immutable) 的目標例如字串、數字和 tupple,更新的值會被計算,但不會被再被賦值給輸入變數:

>>> a = 'hello'
>>> iadd(a, ' world')
'hello world'
>>> a
'hello'

對於可變 (mutable) 的目標例如 list 和 dictionary,原地方法將執行更新,因此不需要後續賦值操作:

>>> s = ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
>>> iadd(s, [' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd'])
['h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']
>>> s
['h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']
operator.iadd(a, b)
operator.__iadd__(a, b)

a = iadd(a, b) 等價於 a += b

operator.iand(a, b)
operator.__iand__(a, b)

a = iand(a, b) 等價於 a &= b

operator.iconcat(a, b)
operator.__iconcat__(a, b)

a = iconcat(a, b) 等價於 a += b,其中 ab 為序列。

operator.ifloordiv(a, b)
operator.__ifloordiv__(a, b)

a = ifloordiv(a, b) 等價於 a //= b

operator.ilshift(a, b)
operator.__ilshift__(a, b)

a = ilshift(a, b) 等價於 a <<= b

operator.imod(a, b)
operator.__imod__(a, b)

a = imod(a, b) 等價於 a %= b

operator.imul(a, b)
operator.__imul__(a, b)

a = imul(a, b) 等價於 a *= b

operator.imatmul(a, b)
operator.__imatmul__(a, b)

a = imatmul(a, b) 等價於 a @= b

3.5 版新加入.

operator.ior(a, b)
operator.__ior__(a, b)

a = ior(a, b) 等價於 a |= b

operator.ipow(a, b)
operator.__ipow__(a, b)

a = ipow(a, b) 等價於 a **= b

operator.irshift(a, b)
operator.__irshift__(a, b)

a = irshift(a, b) 等價於 a >>= b

operator.isub(a, b)
operator.__isub__(a, b)

a = isub(a, b) 等價於 a -= b

operator.itruediv(a, b)
operator.__itruediv__(a, b)

a = itruediv(a, b) 等價於 a /= b

operator.ixor(a, b)
operator.__ixor__(a, b)

a = ixor(a, b) 等價於 a ^= b