Python 魔术方法在面向对象中的应用

Python魔术方法是对象行为的底层控制开关，非语法糖；必须重写__new__实现单例、不可变类型子类或多元构造；__eq__与__hash__需成对定义以支持集合操作；__enter__和__exit__使类支持with语句。

Python 魔术方法不是语法糖，而是对象行为的底层控制开关——你定义了 __str__，print() 就走它；没实现 __eq__，两个自定义实例默认按内存地址比，哪怕所有属性都一样也返回 False。

什么时候必须重写 __init__ 和 __new__

__init__ 是初始化钩子，负责给刚创建的对象赋值；__new__ 才是真正的构造器，负责返回实例本身。多数场景只用 __init__，但以下情况绕不开 __new__：

• 单例模式：在 __new__ 里检查类变量是否已有实例，有则直接返回，不调用 __init__
• 不可变类型子类（如继承 str 或 tuple）：__init__ 无法修改实例状态，必须在 __new__ 中完成值的预处理
• 从不同数据源构造对象：比如一个 Config 类，既支持 Config.from_json(...) 又支持 Config.from_env(...)，统一收口到 __new__ 更干净

__eq__、__hash__ 和集合操作的关系

只要用了 set、dict 键或 in 判断，就绕不开这两个方法。默认情况下，所有自定义类实例都是可哈希的（id() 为 hash），且 == 等价于 is。这通常不是你想要的：

• 如果重写了 __eq__ 却没重写 __hash__，实例会自动变成不可哈希（TypeError: unhashable type），进不了 set 或当 dict 键
• 若逻辑上对象应“值相等即等价”（比如两个 User(id=1, name='a') 应视为同一人），需同时定义：

  def __eq__(self, other):
      return isinstance(other, User) and self.id == other.id
  
  def __hash__(self):
      return hash(self.id)

• 注意：一旦定义了 __hash__，对象就应是不可变的——否则把实例放进 set 后改了 id，哈希值变了，set 内部就找不到了

让类支持 with 语句的关键是 __enter__ 和 __exit__

这不是装饰器或上下文管理器库的专利，而是语言级协议。只要实现了这两个方法，就能用 with 自动管理资源生命周期：

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• __enter__ 返回什么，as 就绑定什么（常返回 self，也可返回其他对象）
• __exit__(exc_type, exc_value, traceback) 的三个参数分别对应异常类型、值、回溯；返回 True 表示“已处理异常，不往外抛”，返回 None 或 False 表示继续传播
• 常见误操作：在 __exit__ 里直接 raise 新异常，会覆盖原始异常；如需补日志又不想吞异常，应显式 return False 并记录
• 文件、数据库连接、锁等资源类，用这个比手动 try/finally 更可靠，也更符合 Python 习惯

魔术方法不是炫技工具，它们是 Python 对象模型的接口契约。漏掉一个 __bool__，if obj: 就永远为真；忘了 __len__，连 len(obj) 都报 TypeError。真正麻烦的不是写法，而是不写时那些隐晦的行为偏差——比如测试通过，上线后字典键冲突，或者 with 块里异常静默消失。