如何使math和numpy模塊中的現有函數支持用戶定義的對象？

Question

我定義了一個我想要基本操作（例如+ ， - ）以及更高級的數學操作（例如sin來支持的類。 也就是說，我需要為這些基本運算符和數學函數定義一些新規則。

我可以使用以下Python的魔術方法處理基本運算符，

class NewObj():

    def __init__(self, *args):
        pass

    def __add__(self, other):
        pass

    def __mul__(self, other):
        pass

    # Use magic methods to define other basic operators below...

而且我還可以在定義類NewObj的同一.py文件中重新定義基本功能，例如

def sin(x):
    pass

並將該文件命名為myoperator.py。 然后，我可以導入此模塊，並對NewObj對象應用新操作。

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但是我還希望numpy和math現有函數支持我的NewObj對象，以便math.sin()和numpy.sin()也支持我新定義的NewObj對象。 我該如何實現？

另一個問題是：是否有可能像魔術方法一樣將函數封裝在NewObj類中，以便所有內容都寫入類數據結構中？

Answer 1

math模塊顯式地記錄諸如math.sin類的math.sin始終返回浮點數。 如果要讓math.sin(your_object)返回一個NewObj實例而不是float ， 請不要這樣做 。 如果您使它工作，它將使所有人感到困惑，並且將導致初始化順序錯誤和其他麻煩。 （這是NumPy有其自己的numpy.sin而不是試圖使math.sin支持NumPy數組的原因。）

如果您對math.sin(your_object)返回浮點數沒問題，那么可以實現__float__方法將您的對象轉換為浮點數：

class NewObj(object):
    ...
    def __float__(self):
        return whatever

math.sin會將您的對象轉換為浮點數，計算該浮點數的正弦值，然后將其作為浮點數返回。

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對於NumPy，只需實現一個sin方法：

class NewObj(object):
    ...
    def sin(self):
        return whatever

numpy.sin將委托給您的sin方法。 您可以讓它返回一個NewObj ； 無需強制浮動或其他任何操作。 大多數類似的NumPy函數將類似地委托給方法。 也就是說，嘗試在NumPy數組中使用自定義對象會削弱NumPy的大多數效率優勢，因此，如果要這樣做，您可能需要重新考慮設計。

Answer 2

您可以重新定義math模塊的sin 。

import math

class NewObj:
    pass

old_sin = math.sin

def new_sin(number):
    return 42.0 if isinstance(number, NewObj) else old_sin(number)

math.sin = new_sin

大概您用一個更有用的定義替換了42.0 。

Answer 3

希望在不久的將來不會出現__numpy_ufunc__特殊屬性（名稱可能會更改 ）。 這是numpy docs 開發版本中的相關內容

class.__numpy_ufunc__(ufunc, method, i, inputs, **kwargs)

1.11版中的新功能。

任何類（ 無論是否為ndarray子類 ）都可以定義此方法來覆蓋NumPy的ufunc的行為。

[強調我的]