一.简介
所谓魔法函数（Magic Methods），是Python的一种高级语法，允许你在类中自定义函数（函数名格式一般为__xx__），并绑定到类的特殊方法中。比如在类A中自定义__str__()函数，则在调用str(A())时，会自动调用__str__()函数，并返回相应的结果。在我们平时的使用中，可能经常使用__init__函数（构造函数）和__del__函数（析构函数），其实这也是魔法函数的一种。
1.Python中以双下划线(__xx__)开始和结束的函数为魔法函数。
2.调用类实例化的对象的方法时自动调用魔法函数。
3.在自己定义的类中，可以实现之前的内置函数。
作用：
魔法函数可以为你写的类增加一些额外功能，方便使用者理解。举个简单的例子，我们定义一个“人”的类People，当中有属性姓名name、年龄age。让你需要利用sorted函数对一个People的数组进行排序，排序规则是按照name和age同时排序，即name不同时比较name，相同时比较age。由于People类本身不具有比较功能，所以需要自定义，你可以这么定义People类：
上个例子中的__lt__函数即less than函数，即当比较两个People实例时自动调用。
二.详细介绍
我们将魔法方法分为：非数学运算和数学运算两大类。
1.非数学运算
1.1字符串表示
__repr__函数和__str__函数：
函数str() 用于将值转化为适于人阅读的形式，而repr() 转化为供解释器读取的形式，某对象没有适于人阅读的解释形式的话，str() 会返回repr()，所以print展示的都是str的格式。
__repr__和__str__这两个方法都是用于显示的，__str__是面向用户的，而__repr__面向程序员。
1.2集合、序列相关
__len__函数、__getitem__函数、__setitem__函数、__delitem__函数和__contains__函数：
a. __ len__函数
在Python中，如果你调用len()函数试图获取一个对象的长度，实际上，在len()函数内部，它自动去调用该对象的__len__()方法。
b.__getitem__函数
Python的特殊方法__getitem_() 主要作用是可以让对象实现迭代功能。我们通过一个实例来说明。
定义一个Sentence类，通过索引提取单词。
测试
通过测试发现，示例s可以正常迭代。但是没有定义getitem() 测试则会报错，TypeError: '***' object is not iterable。
序列可以迭代：
我们都知道序列是可以迭代，下面具体说明原因。
解释器需要迭代对象x时， 会自动调用iter(x)方法。内置的 iter(x) 方法有以下作用：
1.检查对象是否实现了__iter__ 方法，如果实现了就调用它（也就是我们偶尔用到的特殊方法重载），获取一个迭代器。
2.如果没有实现iter()方法， 但是实现了 __getitem__方法，Python会创建一个迭代器，尝试按顺序（从索引0开始）获取元素。
3.如果尝试失败，Python抛出TypeError异常，通常会提示TypeError: '***' object is not iterable。
任何Python序列都可迭代的原因是，他们都实现了__getitem__方法。其实，标准的序列也都实现了__iter__方法。
注意：从python3.4 开始，检查对象x能否迭代，最准确的方法是： 调用iter(x)方法，如果不可迭代，在处理TypeError异常。这比使用isinstance(x,abc.Iterable)更准确，因为iter()方法会考虑到遗留的__getitem__()方法，而abc.Iterable类则不考虑。
c. __ setitem__函数
__setitem__(self,key,value)：该方法应该按一定的方式存储和key相关的value。在设置类实例属性时自动调用的。
d. __ delitem__()
__delitem__(self,key):
这个方法在对对象的组成部分使用__del__语句的时候被调用，应删除与key相关联的值。同样，仅当对象可变的时候，才需要实现这个方法。
e. __contains__函数
在Class里添加__contains__(self,x)函数,可判断我们输入的数据是否在Class里.参数x就是我们传入的数据。
1.3迭代相关
__iter__函数和__next__函数：
Iterator: 迭代器(当然也是Iterable)，同时实现了__iter__和__next__的对象，缺少任何一个都不算是Iterator，迭代器都能被for循环遍历。
Iterable: 有迭代能力的对象，实现了__next__，那么就认为它有迭代能力。
生成器：iterator就是个元素懒加载的容器，生成器与迭代器本质是一样的，只是实现方式不一样，生成器是在函数定义里写一行yield或者使用生成式列表生成（如（i fori in range(5)））。
1.4可调用
__ call__函数
该方法的功能类似于在类中重载 () 运算符，使得类实例对象可以像调用普通函数那样，以“对象名()”的形式使用。作用：为了将类的实例对象变为可调用对象。
可以看到，通过在 CLanguage 类中实现 __call__() 方法，使的 clangs 实例对象变为了可调用对象。
1.5 数值转换
__abs__函数、__bool__函数、__int__函数、__float__函数、__hash__函数和__index__函数：
1.6元类相关
__new__函数和__init__函数
实际上，__init__函数并不是真正意义上的构造函数，__init__方法做的事情是在对象创建好之后初始化变量。真正创建实例的是__new__方法。
我们来看下面的例子
上面的代码中实例化了一个Person对象，可以看到__new__和__init__都被调用了。__new__方法用于创建对象并返回对象，当返回对象时会自动调用__init__方法进行初始化。__new__方法是静态方法，而__init__是实例方法。
1、__new__至少要有一个参数cls，代表当前类，此参数在实例化时由Python解释器自动识别。
2、__new__必须要有返回值，返回实例化出来的实例，这点在自己实现__new__时要特别注意，可以return父类（通过super(当前类名, cls)）__new__出来的实例，或者直接是object的__new__出来的实例。
3、__init__有一个参数self，就是这个__new__返回的实例，__init__在__new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作，__init__不需要返回值。
4、如果__new__创建的是当前类的实例，会自动调用__init__函数，通过return语句里面调用的__new__函数的第一个参数是 cls 来保证是当前类实例，如果是其他类的类名；那么实际创建返回的就是其他类的实例，其实就不会调用当前类的__init__函数，也不会调用其他类的__init__函数。
5、在定义子类时没有重新定义__new__()时，Python默认是调用该类的直接父类的__new__()方法来构造该类的实例，如果该类的父类也没有重写__new__()，那么将一直按此规矩追溯至object的__new__()方法，因为object是所有新式类的基类。
1.7属性相关
__getattr__函数、__setattr__函数、__getattribute__函数、__setattribute__函数和__dir__函数：
1.8属性描述符
__get__函数、__set__函数和__delete_函数：
1.9协程
__await__函数、__aiter__函数、__anext__函数、__aenter__函数和__aexit__函数
2数学运算
2.1 一元运算符
__neg__ (-)、__pos__ (+)和__abs__函数。
2.2 二元运算符
__lt__ (<)、__le__ (<=)、__eq__ (==)、__ne__ (!=)、__gt__ (>)和__ge__ (>=)。
2.3 算术运算符
__add__ (+)、__sub__ (-)、__mul__ (*)、__truediv__ (/)、__floordiv__ (//)、__mod__ (%)、__divmod__ 或divmod()、__pow__ 或pow() (**)和__round__ 或round()。
2.4 反向算术运算符
__radd__、__rsub__、__rmul__、__rtruediv__、__rfloordiv__、__rmod__、__rdivmod__和__rpow__。
2.5 增量赋值算术运算符
__iadd__、__isub__、__imul__、__ifloordiv__和__ipow__。
2.6 位运算符
__invert__ (~)、__lshift__ (<<)、__rshift__ (>>)、__and__ (&)、__or__ (|)和__xor__ (^)。
2.7 反向位运算符
__rlshift__、__rrshift__、__iand__、__ixor__和__ior__。
2.8 增量赋值运算符
__ilshift__、__irshift__、__iand__、__ixor__和__ior__。
3其他魔法函数
__ unicode__()函数，__ delattr__()函数， __ del__()函数， __dict__()函数，__all__()函数：
