深入理解Python __add__方法（掌握运算符重载与面向对象编程的核心技巧）

什么是 __add__ 方法？

在 Python 中，当你写 a + b 时，Python 实际上调用的是 a.__add__(b)。如果 a 是一个内置类型（如 int、str、list），Python 已经为它们实现了 __add__ 方法。但如果你创建了自己的类，默认情况下它是不支持 + 运算的。

通过在你的类中定义 __add__ 方法，你就可以告诉 Python：“当有人对我的对象使用 + 时，请执行我指定的操作。”这就是 Python 运算符重载 的核心思想。

一个简单的例子：自定义点（Point）类

假设我们想表示二维平面上的一个点，并希望两个点相加时，x 坐标和 y 坐标分别相加：

class Point:    def __init__(self, x, y):        self.x = x        self.y = y    def __add__(self, other):        if isinstance(other, Point):            return Point(self.x + other.x, self.y + other.y)        else:            raise TypeError("不能将 Point 与非 Point 对象相加")    def __repr__(self):        return f"Point({self.x}, {self.y})"# 使用示例p1 = Point(1, 2)p2 = Point(3, 4)p3 = p1 + p2  # 等价于 p1.__add__(p2)print(p3)  # 输出: Point(4, 6)

在这个例子中，我们定义了 __add__ 方法，它接收另一个 Point 对象作为参数，并返回一个新的 Point 对象，其坐标是两个点坐标的和。同时，我们还添加了类型检查，防止用户错误地将 Point 与整数或其他类型相加。

处理不同类型的操作数

有时候，你可能希望支持 Point + 整数 这样的操作（比如把整数加到 x 和 y 上）。这时可以扩展 __add__ 方法：

def __add__(self, other):    if isinstance(other, Point):        return Point(self.x + other.x, self.y + other.y)    elif isinstance(other, (int, float)):        return Point(self.x + other, self.y + other)    else:        return NotImplemented  # 返回 NotImplemented 而不是抛出异常

注意这里我们返回了 NotImplemented 而不是直接抛出异常。这样做的好处是，如果左操作数不支持该操作，Python 会尝试调用右操作数的 __radd__ 方法（反向加法），从而提供更灵活的交互。

为什么返回 NotImplemented 而不是抛出异常？

这是 Python 魔术方法 的一个最佳实践。当你不确定是否能处理某个操作时，返回 NotImplemented 会让 Python 尝试其他可能性（比如调用对方的反向方法）。如果所有尝试都失败，Python 才会抛出 TypeError。

例如，如果我们有 5 + p1，由于 int 类型不知道如何与 Point 相加，它会返回 NotImplemented，然后 Python 会尝试调用 p1.__radd__(5)。因此，为了支持这种反向操作，你可能还需要实现 __radd__：

def __radd__(self, other):    # 反向加法，通常和 __add__ 逻辑相同    return self.__add__(other)

常见应用场景

• 向量/矩阵运算（如 NumPy 的基础）
• 货币金额相加（不同币种需转换）
• 时间间隔累加
• 自定义集合的合并

总结

通过学习 Python __add__方法，你不仅掌握了如何让自定义对象支持 + 运算符，还深入理解了 Python 魔术方法 和 Python 运算符重载 的强大能力。这是 Python 面向对象编程 中提升代码可读性和表达力的重要技巧。

记住：合理使用魔术方法，让你的类像内置类型一样自然、直观！