Day 035 — 特殊方法：检查清单

✅ 完成后勾选，标记为 [x]

📚 概念理解

• [ ] 理解 __str__ 和 __repr__ 的区别和用途
• [ ] 掌握 __repr__ 的 eval() 重建约定
• [ ] 理解 __getitem__ 如何同时支持索引和切片
• [ ] 理解 __len__ 和 __bool__ 的关系
• [ ] 掌握运算符重载的正向和反向机制
• [ ] 理解 NotImplemented 的作用（不是异常！）
• [ ] 理解原地运算符（__iadd__ 等）与普通运算符的区别
• [ ] 理解 __hash__ 和 __eq__ 必须一起实现
• [ ] 理解 __call__ 的应用场景
• [ ] 掌握 __enter__ / __exit__ 协议

💻 代码实践

• [ ] 实现带有 __str__ 和 __repr__ 的类
• [ ] 实现支持索引和切片的容器类
• [ ] 实现至少 3 个算术运算符重载
• [ ] 实现反向运算符（__radd__, __rmul__）
• [ ] 实现 __eq__ 和 __hash__ 使对象可哈希
• [ ] 使用 __call__ 创建可调用对象
• [ ] 使用 __enter__ / __exit__ 创建上下文管理器
• [ ] 使用 @functools.total_ordering 简化比较运算符
• [ ] 运行并理解实战中的向量类

🧪 练习题

请完成以下练习，每题创建一个单独的 .py 文件。

练习 1：自定义字符串类

创建一个 SmartString 类，封装字符串并提供更多功能：

s = SmartString("hello")
print(len(s))           # 5（实现 __len__）
print(s[0], s[-1])      # h, o（实现 __getitem__）
print(s[::-1])          # olleh（支持切片）
print('h' in s)         # True（__contains__ 或退化）
print(str(s))           # HELLO（__str__ 返回大写）
print(repr(s))          # SmartString('hello')

练习 2：复数计算器

实现一个 Complex 类（不要使用内置的 complex 类型）：

• 支持加、减、乘、除
• 支持比较（按模长）
• 支持 abs() 求模
• 支持转换为内置 complex 类型
• 可以使用 conjugate() 方法求共轭

提示： 复数的共轭：(a + bi) 的共轭 = (a - bi)

练习 3：缓存计算器

创建一个可调用类 CachedCalculator，实现计算斐波那契数的功能并缓存结果：

calc = CachedCalculator()
calc(10)  # 计算并缓存
calc(10)  # 从缓存返回，不重新计算
calc.hits    # 命中次数
calc.misses  # 未命中次数
calc.clear() # 清空缓存

练习 4：时间范围迭代器

创建一个 TimeRange 类，表示一个时间范围，支持迭代：

from datetime import time, timedelta

tr = TimeRange(time(9, 0), time(17, 0), timedelta(hours=1))
for t in tr:
    print(t)  # 09:00, 10:00, ..., 17:00

print(len(tr))    # 9（不是 8！包括首尾）
print(tr[0])      # 09:00
print(tr[-1])     # 17:00
print(time(12, 0) in tr)  # True

练习 5：矩阵类

实现一个简单的 Matrix 类（2D 矩阵）：

• 使用 __init__ 从嵌套列表创建
• 支持 m[i][j] 访问（通过 __getitem__ 返回行）
• 支持加法、减法、标量乘法
• 支持矩阵乘法 @
• 支持转置 .T（属性）
• 支持 __repr__ 格式化显示

示例：

m1 = Matrix([[1, 2], [3, 4]])
m2 = Matrix([[5, 6], [7, 8]])
print(m1 + m2)     # [[6, 8], [10, 12]]
print(m1 @ m2)     # [[19, 22], [43, 50]]
print(m1.T)        # [[1, 3], [2, 4]]

📊 进度追踪