Python | 使用 Dunder 方法实现 3D 矢量

在计算机编程中，矢量是一种表示方向和大小的量，通常用于三维空间中描述物理运动。Python是一门功能强大的编程语言，可以使用它来实现3D矢量。这里将会介绍使用特殊的Dunder（也称为Magic）方法来实现矢量。

Dunder方法是什么？

在Python中，所有以两个下划线开头和结尾的方法被称为Dunder方法，Dunder意思是“Double Underscore”。这些方法是Python内置的，可以实现一些特殊的功能。

Dunder方法通常和类一起使用，用于自定义类的行为。例如，__len__方法可以返回一个对象的长度，__str__方法可以返回一个字符串表示对象。

实现一个3D矢量类

在Python中，可以使用Dunder方法实现一个3D矢量类。以下是一个简单的例子：

class Vector3D:
    def __init__(self, x, y, z):
        self.x = x
        self.y = y
        self.z = z

    def __str__(self):
        return f"({self.x}, {self.y}, {self.z})"

    def __add__(self, other):
        return Vector3D(self.x + other.x, self.y + other.y, self.z + other.z)

    def __sub__(self, other):
        return Vector3D(self.x - other.x, self.y - other.y, self.z - other.z)

    def __mul__(self, scalar):
        return Vector3D(self.x * scalar, self.y * scalar, self.z * scalar)

    def __rmul__(self, scalar):
        return Vector3D(self.x * scalar, self.y * scalar, self.z * scalar)

    def __truediv__(self, scalar):
        return Vector3D(self.x / scalar, self.y / scalar, self.z / scalar)

    def __neg__(self):
        return Vector3D(-self.x, -self.y, -self.z)

上面的代码中，定义了一个Vector3D类，包含了x、y、z三个属性，分别表示矢量在三个维度上的大小。通过Dunder方法，实现了加法、减法、乘法、除法和取负等操作。

可以使用以下代码来测试：

# 创建两个矢量
v1 = Vector3D(1, 2, 3)
v2 = Vector3D(4, 5, 6)

# 加法
print(v1 + v2)

# 减法
print(v1 - v2)

# 乘法
print(v1 * 2)

# 除法
print(v2 / 2)

# 取负
print(-v1)

将会输出以下内容：

(5, 7, 9)
(-3, -3, -3)
(2, 4, 6)
(2.0, 2.5, 3.0)
(-1, -2, -3)

总结

使用Dunder方法可以方便地自定义类的行为，实现一些特殊的功能。在Python中，可以使用Dunder方法实现一个3D矢量类，用于表示三维空间中的物理量。