Методы сравнений eq, ne, lt, gt и другие

Курс по Python ООП: https://stepik.org/a/116336

На этом занятии мы будем рассматривать магические методы для реализации операторов сравнения:

__eq__() – для равенства ==
__ne__() – для неравенства !=
__lt__() – для оператора меньше <
__le__() – для оператора меньше или равно <=
__gt__() – для оператора больше >
__ge__() – для оператора больше или равно >=

Рассматривать работу этих методов мы будем на примере нашего класса Clock, который использовали на предыдущем занятии:

class Clock:
    __DAY = 86400   # число секунд в одном дне
 
    def __init__(self, seconds: int):
        if not isinstance(seconds, int):
            raise TypeError("Секунды должны быть целым числом")
        self.seconds = seconds % self.__DAY
 
    def get_time(self):
        s = self.seconds % 60            # секунды
        m = (self.seconds // 60) % 60    # минуты
        h = (self.seconds // 3600) % 24  # часы
        return f"{self.__get_formatted(h)}:{self.__get_formatted(m)}:{self.__get_formatted(s)}"
 
    @classmethod
    def __get_formatted(cls, x):
        return str(x).rjust(2, "0")

Изначально для класса реализован только один метод сравнения на равенство, например:

c1 = Clock(1000)
c2 = Clock(1000)
print(c1 == c2)

Но здесь объекты сравниваются по их id (адресу в памяти), а мы бы хотели, чтобы сравнивались секунды в каждом из объектов c1 и c2. Для этого переопределим магический метод __eq__(), следующим образом:

    def __eq__(self, other):
        if not isinstance(other, (int, Clock)):
            raise TypeError("Операнд справа должен иметь тип int или Clock")
 
        sc = other if isinstance(other, int) else other.seconds
        return self.seconds == sc

Теперь, после запуска программы видим значение True, т.к. объекты содержат одинаковое время. Кроме того, мы можем совершенно спокойно выполнять проверку и на неравенство:

print(c1 != c2)

Смотрите, если интерпретатор языка Python не находит определение метода ==, то он пытается выполнить противоположное сравнение с последующей инверсией результата. То есть, в данном случае находится оператор == и выполняется инверсия:

not (a == b)

Давайте в этом убедимся, поставим точку останова в метод __eq__ и запустим программу. Как видите, он срабатывает и результат в последствии меняется на противоположный.

Отлично, на равенство и неравенство мы теперь можем сравнивать объекты класса Clock, а также с целыми числами. Однако, сравнение на больше или меньше пока не работает. Строчка программы:

print(c1 < c2)

приведет к ошибке. Добавим эту операцию сравнения:

    def __lt__(self, other):
        if not isinstance(other, (int, Clock)):
            raise TypeError("Операнд справа должен иметь тип int или Clock")
 
        sc = other if isinstance(other, int) else other.seconds
        return self.seconds < sc

Как видите, у нас здесь получается дублирование кода. Поэтому, я вынесу общее для методов сравнения в отдельный метода класса:

    @classmethod
    def __verify_data(cls, other):
        if not isinstance(other, (int, Clock)):
            raise TypeError("Операнд справа должен иметь тип int или Clock")
 
        return other if isinstance(other, int) else other.seconds

А сами методы примут вид:

    def __eq__(self, other):
        sc = self.__verify_data(other)
        return self.seconds == sc
 
    def __lt__(self, other):
        sc = self.__verify_data(other)
        return self.seconds < sc

Итак, мы определили сравнение на равенство и меньше. Теперь, можно сравнивать объекты класса Clock на эти операции и дополнительно на неравенство и больше. Сейчас команда:

c1 = Clock(1000)
c2 = Clock(2000)
print(c1 < c2)

Выдаст True, так как первое время меньше второго. И также мы можем совершенно спокойно делать проверку на больше:

print(c1 > c2)

Здесь сработает тот же метод меньше, но для объекта c2:

c2 < c1

То есть, в отличие от оператора ==, где применяется инверсия, здесь меняется порядок операндов. Разумеется, если в классе определен метод больше:

    def __gt__(self, other):
        sc = self.__verify_data(other)
        return self.seconds > sc

то он будет найден и выполнен. Подмена происходит только в случае отсутствия соответствующего магического метода.

И то же самое для методов сравнения на меньше или равно и больше или равно:

    def __le__(self, other):
        sc = self.__verify_data(other)
        return self.seconds <= sc

Если мы его вызовем непосредственно для объектов класса:

print(c1 <= c2)

то он сработает и результат отобразится в консоли. Но, если пропишем обратное сравнение:

print(c1 >= c2)

то просто изменится порядок операндов и будет взято все то же сравнение меньше или равно.

То есть, для определения операций сравнения достаточно в классе определить только три метода: ==, <, <=, если остальные являются их симметричной противоположностью. В этом случае язык Python сам подберет нужный метод и выполнит его при сравнении объектов.

Я, думаю, теперь вы хорошо себе представляете, как можно реализовывать операции сравнения для объектов класса.

Курс по Python ООП: https://stepik.org/a/116336

Методы сравнений __eq__, __ne__, __lt__, __gt__ и другие

Видео по теме

Методы сравнений eq, ne, lt, gt и другие