Quark's Outlines：Python 隐式类型转换规则

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概述

当你在 Python 中使用二元运算符如 +、- 或 * 时，解释器必须决定如何合并可能来自不同类型的两个值。Python 用来寻找共同类型或方法的过程称为 强制转换（coercion）。

Python 会检查某个对象是否知道如何处理该操作。如果它不知道，Python 会检查另一个对象。在特殊情况下，对象可以自行转换，以更好地与其他对象协作。

print(3 + 5.0)
# 8.0

这里 Python 自动将整数 3 强制转换为浮点数，以便执行加法。

当你混合使用用户自定义对象时，Python 会给你的类一个机会来控制它如何与其他对象组合。如果你的对象定义了 __add__，Python 将首先调用该方法。如果失败，Python 将尝试另一个对象的 __radd__ 方法。

在较旧的 Python 版本中，你可以定义一个名为 __coerce__ 的方法，以建议如何使两个对象兼容。该方法在 Python 3 中已被移除，但这一模式仍然说明了 Python 对混合类型的思考方式。

class MyNumber:
    def __radd__(self, other):
        return f"Called with {other}"

print(5 + MyNumber())
# Called with 5

Python 首先尝试了 5.__add__()，失败后调用了 MyNumber().__radd__(5)。

Source: …

历史时间线

正确使用 Python 强制转换规则

Python 允许你使用算术运算符和其他运算符组合不同的值。强制转换规则帮助内置类型（例如 int、float）和用户自定义对象在不显式转换的情况下协同工作。

混合数值类型

问题： 你想在不手动转换的情况下将整数和浮点数相加。
解决方案： Python 会将较小的类型（int）提升为较大的类型（float）。

x = 7
y = 2.5
print(x + y)
# 9.5

Python 在执行加法前会内部把 7 转换为 7.0。

定义右侧加法 (__radd__)

问题： 需要让一个类在 + 运算符的右侧出现时能够响应。
解决方案： 在你的类中实现 __radd__ 方法。

class Adder:
    def __radd__(self, other):
        return other + 10

a = Adder()
print(5 + a)
# 15

Python 首先尝试 5.__add__(a)，如果失败，则调用 a.__radd__(5)。

两个自定义类之间的协作二元操作

问题： 两个自定义对象应当能够使用 + 进行协同工作。
解决方案： Python 先在左操作数上尝试 __add__；如果失败，则回退到右操作数的 __radd__。

class A:
    def __add__(self, other):
        return "A handles it"

class B:
    def __radd__(self, other):
        return "B handles it"

print(A() + B())
# A handles it

由于 A.__add__ 成功执行，B.__radd__ 并未被调用。

使用 % 进行字符串格式化

问题: 使用 % 运算符在字符串中插入值，而无需编写自定义格式化逻辑。
解决方案: 当 % 的左操作数是字符串时，Python 会应用其内置的格式化规则。

name = "Ada"
print("Hello, %s!" % name)
# Hello, Ada!

% 运算符在格式化字符串时会绕过其他强制转换机制。

使用 * 重复序列

Problem: 在不使用显式循环的情况下，将列表或字符串重复指定次数。
Solution: Python 为 sequence * int 定义了特殊规则。

print([1, 2] * 3)
print("ha" * 2)
# [1, 2, 1, 2, 1, 2]
# haha

如果其中一个操作数是序列（list、tuple、str），另一个是整数，* 将执行重复操作。