如何在 python 中创建我自己的数据类型以便我可以覆盖算术运算符？

Question

我目前正在使用 Python/Numpy 来处理地理/GPS 数据（喜欢它！），我面临着计算由坐标对定义的地理点之间距离的重复性任务 pn = [lon, lat]。

我有一个像这样使用的函数： dist = geodistance(p1, p2)它类似于线性代数中的欧几里得距离（矢量减法/差分），但发生在测地线（球面）空间而不是矩形欧几里得空间中。

以编程方式，欧几里得距离由下式给出

dist = ((p2[0] - p1[0])**2 + (p2[1] - p1[1])**2)**0.5

在数学上，这相当于“惯用语”（因为没有更好的词）句子

dist = p1 - p1   # the "norm" of the vector difference, subtraction.

目前，我的距离是这样的：

p1 = [-51.598354,-29.953363]
p2 = [-51.598701,-29.953045]
dist = geodistance(p1, p2)
print dist

>> 44.3904032407

我想这样做：

print p2 - p1  # these points now are from some fancy datatype

>> 44.3904032407

以及最终目标：

track = numpy.array([[-51.203018 -29.996149]
                     [-51.203018 -29.99625 ]
                     [-51.20266  -29.996229]
                     [-51.20229  -29.996309]
                     [-51.201519 -29.99416 ]], dtype=fancy)  # (**) or something like

print numpy.diff(track)

>> ndarray([[   0.        ]
            [   7.03531252]
            [  39.82663316]
            [  41.50958596]
            [ 172.49825765]])

类似的事情是：如果取两个datetime对象并将它们相减，则该操作返回一个timedelta对象。我想减去两个坐标并得到一个测地距离作为结果。

我想知道一个类是否可以工作，但是 dtype（例如 float32 的“子类型”）对从列表创建数组有很大帮助（** 这是我从 xml 文件中读取内容的方式）。

非常感谢！

Answer 1

您可以通过创建类并编写 or__add__方法来定义自己的类型__sub__。

例如：

class P(object):
    def __init__(self, lon, lat):
        self.lon = lon
        self.lat = lat

    def __sub__(self, other):
        dist = ((other.lon - self.lon)**2 + (other.lat - self.lat)**2)**0.5
        return dist

鉴于您当前正在使用列表索引语法获取点的坐标，您还可以实现这些：

class P(object):
    def __init__(self, lon, lat):
        self.lon = lon
        self.lat = lat

    def __sub__(self, other):
        dist = ((other[0] - self[0])**2 + (other[1] - self[1])**2)**0.5
        return dist

    def __getitem__(self, key):
        if key == 0:
            return self.lon
        elif key == 1:
            return self.lat
        else:
            raise IndexError

    def __setitem__(self, key, value):
        if key == 0:
            self.lon = value
        elif key == 1:
            self.lat = value
        else:
            raise IndexError

（我意识到上述可能不是最优雅的方法）。

这样，您的新类就可以直接替代您当前使用的列表。

Python文档包含有关创建用户定义类型所需编写的双下划线方法的更多信息。（您要查找的信息大约从页面的中间位置开始）