{
 "cells": [
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "# Operator Overloading\n",
    "- Enables class to intercept normal Pytonh operations\n",
    "- Makes class instances act more like built-in types\n",
    "\n",
    "## When Should Operator Overloading Be Used\n",
    "When a class naturally matches, or needs to emulate, a built-in type's interface\n",
    "\n",
    "## Performance\n",
    "Don't expect speed adavtange  \n",
    "In fact, it might be slower. (Might due to the overhead of a function call)  "
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 3,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "0.042683540488979155"
      ]
     },
     "execution_count": 3,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "import timeit\n",
    "\n",
    "min(timeit.repeat(\"L = list(range(100)); x = L.__len__()\", number=10000, repeat=3))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 4,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "0.03931401884886343"
      ]
     },
     "execution_count": 4,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "min(timeit.repeat(\"L = list(range(100)); x = len(L)\", number=10000, repeat=3))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Command Used Operator\n",
    "```\n",
    "__init__\n",
    "__repr, __str__\n",
    "__call__\n",
    "__getattr__\n",
    "__setattr__\n",
    "__getitem__\n",
    "__setitem__                           \n",
    "__len__\n",
    "__bool__\n",
    "__lt__, __gt__, __le__, __ge__, __eq__, __ne__\n",
    "__iter__, __next__\n",
    "__contains__\n",
    "__index__\n",
    "```"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Indexing and Slicing: `__getitem__`, `__setitem__`\n",
    "\n",
    "### `__getitem__`\n",
    "For instance-indexing operation. (e.g. **X[i]**)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 5,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "getitem:  2\n"
     ]
    },
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "7"
      ]
     },
     "execution_count": 5,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class Indexer(object):\n",
    "    data = [5, 6, 7, 8, 9]\n",
    "\n",
    "    def __getitem__(self, index):\n",
    "        print(\"getitem: \", index)\n",
    "        return self.data[index]\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Indexer()\n",
    "x[2]"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 6,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "getitem:  slice(2, 4, None)\n"
     ]
    },
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "[7, 8]"
      ]
     },
     "execution_count": 6,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "x[2:4]"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Handle the slice object (slice objects have attribute **start**, **stop** and **step**)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 7,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "slicing 2 4 None\n"
     ]
    },
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "[7, 8]"
      ]
     },
     "execution_count": 7,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class Indexer(object):\n",
    "    data = [5, 6, 7, 8, 9]\n",
    "\n",
    "    def __getitem__(self, index):\n",
    "        if isinstance(index, int):\n",
    "            print(\"indexing\", index)\n",
    "        else:\n",
    "            print(\"slicing\", index.start, index.stop, index.step)\n",
    "        return self.data[index]\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Indexer()\n",
    "x[2:4]"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Code One, Get a Bunch Free: `__getitem__`\n",
    "In absence of more-specific methods, `__getitem__` may be used in the following cases.\n",
    "\n",
    "- iteration\n",
    "- **in**\n",
    "- list comprehensions\n",
    "- **map**\n",
    "- list and tuple assignment\n",
    "- type constructors"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 8,
   "metadata": {
    "collapsed": true
   },
   "outputs": [],
   "source": [
    "class StepIndexer(object):\n",
    "    def __getitem__(self, i):\n",
    "        return self.data[i]\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = StepIndexer()\n",
    "x.data = \"1234\""
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 9,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "1\n",
      "2\n",
      "3\n",
      "4\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "# iteration\n",
    "\n",
    "for i in x:\n",
    "    print(i)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 10,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "True"
      ]
     },
     "execution_count": 10,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "# in\n",
    "\n",
    "\"1\" in x"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 11,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "['1', '2', '3', '4']"
      ]
     },
     "execution_count": 11,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "# list comprehensions\n",
    "\n",
    "[i for i in x]"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 12,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "[2, 4, 6, 8]"
      ]
     },
     "execution_count": 12,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "# map\n",
    "\n",
    "list(map(lambda x: int(x) * 2, x))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 13,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "('1', '2', '4')"
      ]
     },
     "execution_count": 13,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "# tuple assignment\n",
    "\n",
    "(a, b, c, d) = x\n",
    "a, b, d"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 14,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "['1', '2', '3', '4']"
      ]
     },
     "execution_count": 14,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "# type constructor\n",
    "\n",
    "list(x)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### `__setitem__`\n",
    "For instance-indexing assignment. (e.g. **X[i] = 5**)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 15,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "[1, 2, 5, 4]"
      ]
     },
     "execution_count": 15,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class IndexSeter(object):\n",
    "    data = [1, 2, 3, 4]\n",
    "\n",
    "    def __setitem__(self, index, value):\n",
    "        self.data[index] = value\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = IndexSeter()\n",
    "x[2] = 5\n",
    "x.data"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Slicing and Indexing in Python2\n",
    "In Python 2 only, there are also `__getslice__` and `__setslice__`  \n",
    "They're removed in Python3.\n",
    "Thus, even in Python2, `__getitem__` and `__setitem__` should be used"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Python3's `__index__` is not indexing !!!\n",
    "Returning an iteger value for an instance and is used by built-ins that convert to digit strings"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 16,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "'0xff'"
      ]
     },
     "execution_count": 16,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class C(object):\n",
    "    def __index__(self):\n",
    "        return 255\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = C()\n",
    "hex(x)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Iterable Objects: `__iter__`, `__next__`\n",
    "- Iterations first try **`__iter__`** first than **`__getitem__`**\n",
    "- Generally, **`__iter__`** is prefered.  It supports general iteration context better than **`__getitem__`**  \n",
    "- When **`__iter__`** is invoked, it's expected to return an iterator object.  \n",
    "  If it's provided, Python calls this iterator object's **`__next__`** until a **StopIteration** exception\n",
    "- It's designed for iteration, not random indexing.  \n",
    "  Thus, if indexing is needed, **`__getitem__`** should still be used.\n",
    "\n",
    "### Single Traversal"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 17,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "I1:  1\n",
      "I1:  4\n",
      "I1:  9\n",
      "I2:  16\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Squares(object):\n",
    "    def __init__(self, start, stop):\n",
    "        self.value = start - 1\n",
    "        self.stop = stop\n",
    "\n",
    "    def __iter__(self):\n",
    "        return self\n",
    "\n",
    "    def __next__(self):\n",
    "        if self.value == self.stop:\n",
    "            raise StopIteration\n",
    "        self.value += 1\n",
    "        return self.value**2\n",
    "\n",
    "\n",
    "def test_iter():\n",
    "    x = Squares(1, 5)\n",
    "    I1 = iter(x)\n",
    "    I2 = iter(x)\n",
    "\n",
    "    print(\"I1: \", next(I1))\n",
    "    print(\"I1: \", next(I1))\n",
    "    print(\"I1: \", next(I1))\n",
    "    print(\"I2: \", next(I2))\n",
    "\n",
    "\n",
    "test_iter()"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Multiple Iterators on One Object\n",
    "\n",
    "#### Method 1: yield\n",
    "- When **yield** is used, it return s a new generator object and create **`__iter__`** and **`__next__`**\n",
    "    - It's still true even if the generator function with a **yield** happens to be a method named **`__iter__`**"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 18,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "I1:  1\n",
      "I1:  4\n",
      "I1:  9\n",
      "I2:  1\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Squares(object):\n",
    "    def __init__(self, start, stop):\n",
    "        self.start = start\n",
    "        self.stop = stop\n",
    "\n",
    "    def __iter__(self):\n",
    "        for value in range(self.start, self.stop + 1):\n",
    "            yield value**2\n",
    "\n",
    "\n",
    "# Defined above\n",
    "test_iter()"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "#### Supplemental class that stores iterator state    "
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 19,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "I1:  1\n",
      "I1:  4\n",
      "I1:  9\n",
      "I2:  1\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Squares(object):\n",
    "    def __init__(self, start, stop):\n",
    "        self.start = start\n",
    "        self.stop = stop\n",
    "\n",
    "    def __iter__(self):\n",
    "        return SquaresIter(self.start, self.stop)\n",
    "\n",
    "\n",
    "class SquaresIter(object):\n",
    "    def __init__(self, start, stop):\n",
    "        self.value = start - 1\n",
    "        self.stop = stop\n",
    "\n",
    "    def __next__(self):\n",
    "        if self.value == self.stop:\n",
    "            raise StopIteration\n",
    "        self.value += 1\n",
    "        return self.value**2\n",
    "\n",
    "\n",
    "# Defined above\n",
    "test_iter()"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Membership: `__contains__`, `__iter__`, `__getitem__`\n",
    "- **`__contains__`** is called when **in** mebership operator is used\n",
    "    - It should be used in membership optimization as special case. In other cases, using **`__iter__`** or **`__geitem__`** is enough\n",
    "- **`__contains__`** should define membership as applying to keys for a mapping and as a search for sequences  "
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 20,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "True"
      ]
     },
     "execution_count": 20,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class C(object):\n",
    "    data = [1, 2, 3, 4]\n",
    "\n",
    "    def __contains__(self, x):\n",
    "        return x in self.data\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = C()\n",
    "1 in x"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Attribute Access: `__getattr__` and `__setattr__`\n",
    "\n",
    "They are used when **`object.attribute`** presents"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Attribtue Reference `__getattr__`\n",
    "- It's called whenever you try to qualify an instance with an undefined attribute name. (e.g. **object.attribute**)  \n",
    "  It's not called if Python can find the attibute from its inheritance tree  \n",
    "\n",
    "- Usage\n",
    "    - Delegate calls to embedded objects from a proxy controller object  \n",
    "    - Adapt classes to an interface or accessors for data attributes after the fact - logic in a method that validates or computes an attibute after it's already being used with simple dot notation"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 21,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "40"
      ]
     },
     "execution_count": 21,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class Empty(object):\n",
    "    def __getattr__(self, attrname):\n",
    "        if attrname == \"age\":\n",
    "            return 40\n",
    "        else:\n",
    "            raise AttributeError(attrname)\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Empty()\n",
    "x.age"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "- In Python2 default classes, operator overloading methods run by built-in operations are routed through generic attribute interception methods like **`__getattr__`**\n",
    "- In Python3, look up method invoked impliciityly by built-in operations in classes and skip the normal instance lookup entirely  \n",
    "  (e.g. printing does not trigger **`__getattr__`** (or **`__getatttribute__`**) and a default display is used instead)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Attribute Assignment and Deletion: `__setattr__`\n",
    "- Intercepts ***all*** attribute assignmet  \n",
    "  If this method is defined or inherited, **`seflf.attr = value`** becomes **`self.__setattr__('attr', value)`**\n",
    "\n",
    "#### Loop issue\n",
    "Assigning to any **self** attriibtues calls **`__setattr__`**. Even if it's in **`__setattr__`**  \n",
    "To avoid loops, use attribute dict, **`self.__dict__['name'] = x`** or by routing any attribute assignments to a higher superclass  \n"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 22,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "60"
      ]
     },
     "execution_count": 22,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class Accesscontrol(object):\n",
    "    def __setattr__(self, attr, value):\n",
    "        if attr == \"age\":\n",
    "            self.__dict__[attr] = value + 10\n",
    "        else:\n",
    "            raise AttributeError(attr + \" not allowed\")\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Accesscontrol()\n",
    "x.age = 50\n",
    "x.age"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 23,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "ename": "AttributeError",
     "evalue": "name not allowed",
     "output_type": "error",
     "traceback": [
      "\u001b[1;31m---------------------------------------------------------------------------\u001b[0m",
      "\u001b[1;31mAttributeError\u001b[0m                            Traceback (most recent call last)",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-23-6dddaa83334c>\u001b[0m in \u001b[0;36m<module>\u001b[1;34m()\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 1\u001b[1;33m \u001b[0mx\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0mname\u001b[0m \u001b[1;33m=\u001b[0m \u001b[1;34m'Bob'\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-22-08a9966a8fa9>\u001b[0m in \u001b[0;36m__setattr__\u001b[1;34m(self, attr, value)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      4\u001b[0m             \u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0m__dict__\u001b[0m\u001b[1;33m[\u001b[0m\u001b[0mattr\u001b[0m\u001b[1;33m]\u001b[0m \u001b[1;33m=\u001b[0m \u001b[0mvalue\u001b[0m \u001b[1;33m+\u001b[0m \u001b[1;36m10\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      5\u001b[0m         \u001b[1;32melse\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 6\u001b[1;33m             \u001b[1;32mraise\u001b[0m \u001b[0mAttributeError\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mattr\u001b[0m \u001b[1;33m+\u001b[0m \u001b[1;34m' not allowed'\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m\u001b[0;32m      7\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[0mx\u001b[0m \u001b[1;33m=\u001b[0m \u001b[0mAccesscontrol\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n",
      "\u001b[1;31mAttributeError\u001b[0m: name not allowed"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "x.name = \"Bob\""
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Other Attribute Management Tools\n",
    "- **`__delattr__`**: Used when **del object.attr** present. (Must avoid recursive loops as **`__setattr__`**)\n",
    "- **`__getattribute__`**: Intercepts ***all*** attribute fetches, not just those that are undefined. This would need to avoid loop\n",
    "- Descriptors provide a protocol for associating **`__get__`** and **`__set__`** methods of a class with accesses to a specific class attribute"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## String Representation: `__repr__`, `__str__`\n",
    "\n",
    "### `__repr__` vs `__str__`\n",
    "- `__str__`\n",
    "    - Tried first for **print** and **str**\n",
    "    - Should return a user-friendly display\n",
    "- `__repr__`\n",
    "    - Interactive echoes, **repr**, nested appearances\n",
    "    - Should return an as-code string that could be used to re-create the object\n",
    "\n",
    "### Usage\n",
    "- **`__repr__`** is used everywhere, except by **print** and **str** when **`__str__`** is defined.  \n",
    "- Both **must return strings**  \n",
    "- Print falls back on **`__repr__`** if no **`__str__`** is defined, but the inverse is not  \n",
    "    - Depending on a container's string conversion logic, **`__str__`** might only apply whne objects appear at the top level of a print operation\n"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 24,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "2\n",
      "3\n",
      "[<__main__.Printer object at 0x02C9B970>, <__main__.Printer object at 0x02C9B870>]\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Printer(object):\n",
    "    def __init__(self, val):\n",
    "        self.val = val\n",
    "\n",
    "    def __str__(self):\n",
    "        return str(self.val)\n",
    "\n",
    "\n",
    "objs = [Printer(2), Printer(3)]\n",
    "for x in objs:\n",
    "    print(x)\n",
    "print(objs)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 25,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "2\n",
      "3\n",
      "[2, 3]\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Printer(object):\n",
    "    def __init__(self, val):\n",
    "        self.val = val\n",
    "\n",
    "    def __repr__(self):\n",
    "        return str(self.val)\n",
    "\n",
    "\n",
    "objs = [Printer(2), Printer(3)]\n",
    "for x in objs:\n",
    "    print(x)\n",
    "print(objs)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Loop in **`__repr__`**\n",
    "Displaying the value of a method riggers the **`__repr__`** of the method's class, in order ot display the class"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 3,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "ename": "RuntimeError",
     "evalue": "maximum recursion depth exceeded while getting the str of an object",
     "output_type": "error",
     "traceback": [
      "\u001b[1;31m---------------------------------------------------------------------------\u001b[0m",
      "\u001b[1;31mRuntimeError\u001b[0m                              Traceback (most recent call last)",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-3-84e11e0ed7d4>\u001b[0m in \u001b[0;36m<module>\u001b[1;34m()\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      9\u001b[0m \u001b[0mr\u001b[0m \u001b[1;33m=\u001b[0m \u001b[0mLoopRepr\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m---> 10\u001b[1;33m \u001b[0mprint\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mr\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-3-84e11e0ed7d4>\u001b[0m in \u001b[0;36m__repr__\u001b[1;34m(self)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      4\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      5\u001b[0m     \u001b[1;32mdef\u001b[0m \u001b[0m__repr__\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 6\u001b[1;33m         \u001b[0mprint\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m\u001b[0;32m      7\u001b[0m         \u001b[1;32mreturn\u001b[0m \u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0mdata\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-3-84e11e0ed7d4>\u001b[0m in \u001b[0;36m__repr__\u001b[1;34m(self)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      4\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      5\u001b[0m     \u001b[1;32mdef\u001b[0m \u001b[0m__repr__\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 6\u001b[1;33m         \u001b[0mprint\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m\u001b[0;32m      7\u001b[0m         \u001b[1;32mreturn\u001b[0m \u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0mdata\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-3-84e11e0ed7d4>\u001b[0m in \u001b[0;36m__repr__\u001b[1;34m(self)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      4\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      5\u001b[0m     \u001b[1;32mdef\u001b[0m \u001b[0m__repr__\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 6\u001b[1;33m         \u001b[0mprint\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m\u001b[0;32m      7\u001b[0m         \u001b[1;32mreturn\u001b[0m \u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0mdata\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n",
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      "\u001b[1;32m<ipython-input-3-84e11e0ed7d4>\u001b[0m in \u001b[0;36m__repr__\u001b[1;34m(self)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      4\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      5\u001b[0m     \u001b[1;32mdef\u001b[0m \u001b[0m__repr__\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 6\u001b[1;33m         \u001b[0mprint\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m\u001b[0;32m      7\u001b[0m         \u001b[1;32mreturn\u001b[0m \u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0mdata\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-3-84e11e0ed7d4>\u001b[0m in \u001b[0;36m__repr__\u001b[1;34m(self)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      4\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      5\u001b[0m     \u001b[1;32mdef\u001b[0m \u001b[0m__repr__\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 6\u001b[1;33m         \u001b[0mprint\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m\u001b[0;32m      7\u001b[0m         \u001b[1;32mreturn\u001b[0m \u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0mdata\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-3-84e11e0ed7d4>\u001b[0m in \u001b[0;36m__repr__\u001b[1;34m(self)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      4\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      5\u001b[0m     \u001b[1;32mdef\u001b[0m \u001b[0m__repr__\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 6\u001b[1;33m         \u001b[0mprint\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m\u001b[0;32m      7\u001b[0m         \u001b[1;32mreturn\u001b[0m \u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0mdata\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-3-84e11e0ed7d4>\u001b[0m in \u001b[0;36m__repr__\u001b[1;34m(self)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      4\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      5\u001b[0m     \u001b[1;32mdef\u001b[0m \u001b[0m__repr__\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 6\u001b[1;33m         \u001b[0mprint\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m\u001b[0;32m      7\u001b[0m         \u001b[1;32mreturn\u001b[0m \u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0mdata\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-3-84e11e0ed7d4>\u001b[0m in \u001b[0;36m__repr__\u001b[1;34m(self)\u001b[0m\n\u001b[0;32m      4\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      5\u001b[0m     \u001b[1;32mdef\u001b[0m \u001b[0m__repr__\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m:\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 6\u001b[1;33m         \u001b[0mprint\u001b[0m\u001b[1;33m(\u001b[0m\u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m)\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m\u001b[0;32m      7\u001b[0m         \u001b[1;32mreturn\u001b[0m \u001b[0mself\u001b[0m\u001b[1;33m.\u001b[0m\u001b[0mdata\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0;32m      8\u001b[0m \u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n",
      "\u001b[1;31mRuntimeError\u001b[0m: maximum recursion depth exceeded while getting the str of an object"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class LoopRepr(object):\n",
    "    def __init__(self):\n",
    "        self.data = \"loop\"\n",
    "\n",
    "    def __repr__(self):\n",
    "        print(self)\n",
    "        return self.data\n",
    "\n",
    "\n",
    "r = LoopRepr()\n",
    "print(r)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Binary Operation (e.g. __add__, __radd__, __iadd__)\n",
    "The following examples are based on addition.  \n",
    "Every binary operator has similar overloading methods that works the same. (e.g. **`__mul__`**, **`__rmul__`**, **`__imul__`**)\n",
    "\n",
    "### Right-Side Addition\n",
    "**`__add___`** do not support right side of the + operator"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 26,
   "metadata": {
    "collapsed": true
   },
   "outputs": [],
   "source": [
    "class Adder(object):\n",
    "    def __init__(self, value=0):\n",
    "        self.val = value\n",
    "\n",
    "    def __add__(self, other):\n",
    "        return self.val + other\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Adder(5)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 27,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "7"
      ]
     },
     "execution_count": 27,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "x + 2"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 28,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "ename": "TypeError",
     "evalue": "unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'Adder'",
     "output_type": "error",
     "traceback": [
      "\u001b[1;31m---------------------------------------------------------------------------\u001b[0m",
      "\u001b[1;31mTypeError\u001b[0m                                 Traceback (most recent call last)",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-28-c1dc2303a7c3>\u001b[0m in \u001b[0;36m<module>\u001b[1;34m()\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 1\u001b[1;33m \u001b[1;36m2\u001b[0m \u001b[1;33m+\u001b[0m \u001b[0mx\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m",
      "\u001b[1;31mTypeError\u001b[0m: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'Adder'"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "2 + x"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Python calls **`__radd__`** only when the object on the right side of the + is your classs instance, but the object on the left is not and **`__add__`** handles all the other cases.  \n",
    "When instance of different classes appear mixed in an expression, Python prefers the class of the one on the left\n",
    "\n",
    "The order is reversed in **`__radd__`**: self is really on the right of the +, and the other is on the left.  "
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 29,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "radd  5 2\n"
     ]
    },
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "7"
      ]
     },
     "execution_count": 29,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class Adder(object):\n",
    "    def __init__(self, value=0):\n",
    "        self.val = value\n",
    "\n",
    "    def __add__(self, other):\n",
    "        return self.val + other\n",
    "\n",
    "    def __radd__(self, other):\n",
    "        print(\"radd \", self.val, other)\n",
    "        return other + self.val\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Adder(5)\n",
    "2 + x"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "#### Reusing `__add__` in` __radd__`\n",
    "For truly commutative operations"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 30,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "7\n",
      "7\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Adder(object):\n",
    "    def __init__(self, val):\n",
    "        self.val = val\n",
    "\n",
    "    def __add__(self, other):\n",
    "        return self.val + other\n",
    "\n",
    "    __radd__ = __add__\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Adder(5)\n",
    "print(x + 2)\n",
    "print(2 + x)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### In-place addition\n",
    "To implement +=, code **`__iadd__`** or **`__add__`**. The latter is used if the former is absent  \n",
    "It allows for more efficient in-place changes to be coded."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 31,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "6"
      ]
     },
     "execution_count": 31,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class Number(object):\n",
    "    def __init__(self, val):\n",
    "        self.val = val\n",
    "\n",
    "    def __iadd__(self, other):\n",
    "        self.val += other\n",
    "        return self\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Number(5)\n",
    "x += 1\n",
    "x.val"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Call Expressions: `__call__`\n",
    "- If defined, Python runs a **`__call__`** for function call expressions applied to your instances, passing along whatever positional or keyword arguments were sent\n",
    "\n",
    "- All the argument-passing modes are supported by the **`__call__`**  \n",
    "- Useful when interfacing with APIs(i.e. libraries)\n",
    "- Allows us to code objects that conform to an expected function call interface, but also retain state information  \n",
    "    - Many consider such classes to be the best way to retain state information in Python"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 32,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "Called:  (1, 2, 3) {}\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Callee(object):\n",
    "    def __call__(self, *pargs, **kargs):\n",
    "        print(\"Called: \", pargs, kargs)\n",
    "\n",
    "\n",
    "c = Callee()\n",
    "c(1, 2, 3)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Comparisons (e.g. `__lt__`, `__gt__`)\n",
    "- No implicit relationships among the comparison operators.\n",
    "    - e.g. both **`__eq__`** and **`__ne__`** should be defined to ensure that both operatos behave correctly"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 33,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "data": {
      "text/plain": [
       "True"
      ]
     },
     "execution_count": 33,
     "metadata": {},
     "output_type": "execute_result"
    }
   ],
   "source": [
    "class Comparator(object):\n",
    "    def __init__(self, val):\n",
    "        self.val = val\n",
    "\n",
    "    def __lt__(self, other):\n",
    "        return self.val < other\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Comparator(5)\n",
    "\n",
    "x < 50"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 34,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "ename": "TypeError",
     "evalue": "unorderable types: Comparator() > int()",
     "output_type": "error",
     "traceback": [
      "\u001b[1;31m---------------------------------------------------------------------------\u001b[0m",
      "\u001b[1;31mTypeError\u001b[0m                                 Traceback (most recent call last)",
      "\u001b[1;32m<ipython-input-34-cfde3aaa852a>\u001b[0m in \u001b[0;36m<module>\u001b[1;34m()\u001b[0m\n\u001b[1;32m----> 1\u001b[1;33m \u001b[0mx\u001b[0m \u001b[1;33m>\u001b[0m \u001b[1;36m50\u001b[0m\u001b[1;33m\u001b[0m\u001b[0m\n\u001b[0m",
      "\u001b[1;31mTypeError\u001b[0m: unorderable types: Comparator() > int()"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "x > 50"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Boolean Tests: `__bool__`, `__len__`\n",
    "- Boolean test try **`__bool__`** first then **`__len__`**(zero or not)  \n",
    "- Python3 renamed the Python2 **`__nonzero__`** to **`__bool__`**\n",
    "    - Don't misuse the methods in the two version or it will be silently ignored"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 35,
   "metadata": {
    "collapsed": false
   },
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "True\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "class Truth(object):\n",
    "    def __bool__(self):\n",
    "        return True\n",
    "\n",
    "    def __len__(self):\n",
    "        return 1\n",
    "\n",
    "\n",
    "x = Truth()\n",
    "if x:\n",
    "    print(\"True\")"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Object Destruction: `__del__`\n",
    "It's destructor but not recommanded to use.\n",
    "Due to the following reason\n",
    "- No need: Python automatically reclaims all memory space\n",
    "- Unpredictable: When an instacne will be reclaimed cannot be easily predicted. Python does not guarantee that destructor will be called for objects that still exist when the interpreter exits\n",
    "\n",
    "It's often better to code termination activities in an explicityly called method(e.g. **shutdown**)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "## Other Operator Overloadings\n",
    "The following methods would be mentioned in future chapters\n",
    "- **`__enter__`**, **`__exit__`**: used in **with** statement\n",
    "- **`__get__`**, **`__set__`**: used in descriptor\n",
    "- **`__new__`**: used in metaclasses"
   ]
  }
 ],
 "metadata": {
  "kernelspec": {
   "display_name": "Python 3",
   "language": "python",
   "name": "python3"
  },
  "language_info": {
   "codemirror_mode": {
    "name": "ipython",
    "version": 3
   },
   "file_extension": ".py",
   "mimetype": "text/x-python",
   "name": "python",
   "nbconvert_exporter": "python",
   "pygments_lexer": "ipython3",
   "version": "3.4.3"
  }
 },
 "nbformat": 4,
 "nbformat_minor": 0
}