Issue #7575: An overflow test for math.expm1 was failing on OS X 10.4/Intel,
[python.git] / Doc / reference / datamodel.rst
blob5189f1f2707d8e0fb6b5e60eed054f144f8a019e
2 .. _datamodel:
4 **********
5 Data model
6 **********
9 .. _objects:
11 Objects, values and types
12 =========================
14 .. index::
15    single: object
16    single: data
18 :dfn:`Objects` are Python's abstraction for data.  All data in a Python program
19 is represented by objects or by relations between objects. (In a sense, and in
20 conformance to Von Neumann's model of a "stored program computer," code is also
21 represented by objects.)
23 .. index::
24    builtin: id
25    builtin: type
26    single: identity of an object
27    single: value of an object
28    single: type of an object
29    single: mutable object
30    single: immutable object
32 Every object has an identity, a type and a value.  An object's *identity* never
33 changes once it has been created; you may think of it as the object's address in
34 memory.  The ':keyword:`is`' operator compares the identity of two objects; the
35 :func:`id` function returns an integer representing its identity (currently
36 implemented as its address). An object's :dfn:`type` is also unchangeable. [#]_
37 An object's type determines the operations that the object supports (e.g., "does
38 it have a length?") and also defines the possible values for objects of that
39 type.  The :func:`type` function returns an object's type (which is an object
40 itself).  The *value* of some objects can change.  Objects whose value can
41 change are said to be *mutable*; objects whose value is unchangeable once they
42 are created are called *immutable*. (The value of an immutable container object
43 that contains a reference to a mutable object can change when the latter's value
44 is changed; however the container is still considered immutable, because the
45 collection of objects it contains cannot be changed.  So, immutability is not
46 strictly the same as having an unchangeable value, it is more subtle.) An
47 object's mutability is determined by its type; for instance, numbers, strings
48 and tuples are immutable, while dictionaries and lists are mutable.
50 .. index::
51    single: garbage collection
52    single: reference counting
53    single: unreachable object
55 Objects are never explicitly destroyed; however, when they become unreachable
56 they may be garbage-collected.  An implementation is allowed to postpone garbage
57 collection or omit it altogether --- it is a matter of implementation quality
58 how garbage collection is implemented, as long as no objects are collected that
59 are still reachable.
61 .. impl-detail::
63    CPython currently uses a reference-counting scheme with (optional) delayed
64    detection of cyclically linked garbage, which collects most objects as soon
65    as they become unreachable, but is not guaranteed to collect garbage
66    containing circular references.  See the documentation of the :mod:`gc`
67    module for information on controlling the collection of cyclic garbage.
68    Other implementations act differently and CPython may change.
70 Note that the use of the implementation's tracing or debugging facilities may
71 keep objects alive that would normally be collectable. Also note that catching
72 an exception with a ':keyword:`try`...\ :keyword:`except`' statement may keep
73 objects alive.
75 Some objects contain references to "external" resources such as open files or
76 windows.  It is understood that these resources are freed when the object is
77 garbage-collected, but since garbage collection is not guaranteed to happen,
78 such objects also provide an explicit way to release the external resource,
79 usually a :meth:`close` method. Programs are strongly recommended to explicitly
80 close such objects.  The ':keyword:`try`...\ :keyword:`finally`' statement
81 provides a convenient way to do this.
83 .. index:: single: container
85 Some objects contain references to other objects; these are called *containers*.
86 Examples of containers are tuples, lists and dictionaries.  The references are
87 part of a container's value.  In most cases, when we talk about the value of a
88 container, we imply the values, not the identities of the contained objects;
89 however, when we talk about the mutability of a container, only the identities
90 of the immediately contained objects are implied.  So, if an immutable container
91 (like a tuple) contains a reference to a mutable object, its value changes if
92 that mutable object is changed.
94 Types affect almost all aspects of object behavior.  Even the importance of
95 object identity is affected in some sense: for immutable types, operations that
96 compute new values may actually return a reference to any existing object with
97 the same type and value, while for mutable objects this is not allowed.  E.g.,
98 after ``a = 1; b = 1``, ``a`` and ``b`` may or may not refer to the same object
99 with the value one, depending on the implementation, but after ``c = []; d =
100 []``, ``c`` and ``d`` are guaranteed to refer to two different, unique, newly
101 created empty lists. (Note that ``c = d = []`` assigns the same object to both
102 ``c`` and ``d``.)
105 .. _types:
107 The standard type hierarchy
108 ===========================
110 .. index::
111    single: type
112    pair: data; type
113    pair: type; hierarchy
114    pair: extension; module
115    pair: C; language
117 Below is a list of the types that are built into Python.  Extension modules
118 (written in C, Java, or other languages, depending on the implementation) can
119 define additional types.  Future versions of Python may add types to the type
120 hierarchy (e.g., rational numbers, efficiently stored arrays of integers, etc.).
122 .. index::
123    single: attribute
124    pair: special; attribute
125    triple: generic; special; attribute
127 Some of the type descriptions below contain a paragraph listing 'special
128 attributes.'  These are attributes that provide access to the implementation and
129 are not intended for general use.  Their definition may change in the future.
131 None
132    .. index:: object: None
134    This type has a single value.  There is a single object with this value. This
135    object is accessed through the built-in name ``None``. It is used to signify the
136    absence of a value in many situations, e.g., it is returned from functions that
137    don't explicitly return anything. Its truth value is false.
139 NotImplemented
140    .. index:: object: NotImplemented
142    This type has a single value.  There is a single object with this value. This
143    object is accessed through the built-in name ``NotImplemented``. Numeric methods
144    and rich comparison methods may return this value if they do not implement the
145    operation for the operands provided.  (The interpreter will then try the
146    reflected operation, or some other fallback, depending on the operator.)  Its
147    truth value is true.
149 Ellipsis
150    .. index:: object: Ellipsis
152    This type has a single value.  There is a single object with this value. This
153    object is accessed through the built-in name ``Ellipsis``. It is used to
154    indicate the presence of the ``...`` syntax in a slice.  Its truth value is
155    true.
157 :class:`numbers.Number`
158    .. index:: object: numeric
160    These are created by numeric literals and returned as results by arithmetic
161    operators and arithmetic built-in functions.  Numeric objects are immutable;
162    once created their value never changes.  Python numbers are of course strongly
163    related to mathematical numbers, but subject to the limitations of numerical
164    representation in computers.
166    Python distinguishes between integers, floating point numbers, and complex
167    numbers:
169    :class:`numbers.Integral`
170       .. index:: object: integer
172       These represent elements from the mathematical set of integers (positive and
173       negative).
175       There are three types of integers:
177       Plain integers
178          .. index::
179             object: plain integer
180             single: OverflowError (built-in exception)
182          These represent numbers in the range -2147483648 through 2147483647.
183          (The range may be larger on machines with a larger natural word size,
184          but not smaller.)  When the result of an operation would fall outside
185          this range, the result is normally returned as a long integer (in some
186          cases, the exception :exc:`OverflowError` is raised instead).  For the
187          purpose of shift and mask operations, integers are assumed to have a
188          binary, 2's complement notation using 32 or more bits, and hiding no
189          bits from the user (i.e., all 4294967296 different bit patterns
190          correspond to different values).
192       Long integers
193          .. index:: object: long integer
195          These represent numbers in an unlimited range, subject to available
196          (virtual) memory only.  For the purpose of shift and mask operations, a
197          binary representation is assumed, and negative numbers are represented
198          in a variant of 2's complement which gives the illusion of an infinite
199          string of sign bits extending to the left.
201       Booleans
202          .. index::
203             object: Boolean
204             single: False
205             single: True
207          These represent the truth values False and True.  The two objects
208          representing the values False and True are the only Boolean objects.
209          The Boolean type is a subtype of plain integers, and Boolean values
210          behave like the values 0 and 1, respectively, in almost all contexts,
211          the exception being that when converted to a string, the strings
212          ``"False"`` or ``"True"`` are returned, respectively.
214       .. index:: pair: integer; representation
216       The rules for integer representation are intended to give the most
217       meaningful interpretation of shift and mask operations involving negative
218       integers and the least surprises when switching between the plain and long
219       integer domains.  Any operation, if it yields a result in the plain
220       integer domain, will yield the same result in the long integer domain or
221       when using mixed operands.  The switch between domains is transparent to
222       the programmer.
224    :class:`numbers.Real` (:class:`float`)
225       .. index::
226          object: floating point
227          pair: floating point; number
228          pair: C; language
229          pair: Java; language
231       These represent machine-level double precision floating point numbers. You are
232       at the mercy of the underlying machine architecture (and C or Java
233       implementation) for the accepted range and handling of overflow. Python does not
234       support single-precision floating point numbers; the savings in processor and
235       memory usage that are usually the reason for using these is dwarfed by the
236       overhead of using objects in Python, so there is no reason to complicate the
237       language with two kinds of floating point numbers.
239    :class:`numbers.Complex`
240       .. index::
241          object: complex
242          pair: complex; number
244       These represent complex numbers as a pair of machine-level double precision
245       floating point numbers.  The same caveats apply as for floating point numbers.
246       The real and imaginary parts of a complex number ``z`` can be retrieved through
247       the read-only attributes ``z.real`` and ``z.imag``.
249 Sequences
250    .. index::
251       builtin: len
252       object: sequence
253       single: index operation
254       single: item selection
255       single: subscription
257    These represent finite ordered sets indexed by non-negative numbers. The
258    built-in function :func:`len` returns the number of items of a sequence. When
259    the length of a sequence is *n*, the index set contains the numbers 0, 1,
260    ..., *n*-1.  Item *i* of sequence *a* is selected by ``a[i]``.
262    .. index:: single: slicing
264    Sequences also support slicing: ``a[i:j]`` selects all items with index *k* such
265    that *i* ``<=`` *k* ``<`` *j*.  When used as an expression, a slice is a
266    sequence of the same type.  This implies that the index set is renumbered so
267    that it starts at 0.
269    .. index:: single: extended slicing
271    Some sequences also support "extended slicing" with a third "step" parameter:
272    ``a[i:j:k]`` selects all items of *a* with index *x* where ``x = i + n*k``, *n*
273    ``>=`` ``0`` and *i* ``<=`` *x* ``<`` *j*.
275    Sequences are distinguished according to their mutability:
277    Immutable sequences
278       .. index::
279          object: immutable sequence
280          object: immutable
282       An object of an immutable sequence type cannot change once it is created.  (If
283       the object contains references to other objects, these other objects may be
284       mutable and may be changed; however, the collection of objects directly
285       referenced by an immutable object cannot change.)
287       The following types are immutable sequences:
289       Strings
290          .. index::
291             builtin: chr
292             builtin: ord
293             object: string
294             single: character
295             single: byte
296             single: ASCII@ASCII
298          The items of a string are characters.  There is no separate character type; a
299          character is represented by a string of one item. Characters represent (at
300          least) 8-bit bytes.  The built-in functions :func:`chr` and :func:`ord` convert
301          between characters and nonnegative integers representing the byte values.  Bytes
302          with the values 0-127 usually represent the corresponding ASCII values, but the
303          interpretation of values is up to the program.  The string data type is also
304          used to represent arrays of bytes, e.g., to hold data read from a file.
306          .. index::
307             single: ASCII@ASCII
308             single: EBCDIC
309             single: character set
310             pair: string; comparison
311             builtin: chr
312             builtin: ord
314          (On systems whose native character set is not ASCII, strings may use EBCDIC in
315          their internal representation, provided the functions :func:`chr` and
316          :func:`ord` implement a mapping between ASCII and EBCDIC, and string comparison
317          preserves the ASCII order. Or perhaps someone can propose a better rule?)
319       Unicode
320          .. index::
321             builtin: unichr
322             builtin: ord
323             builtin: unicode
324             object: unicode
325             single: character
326             single: integer
327             single: Unicode
329          The items of a Unicode object are Unicode code units.  A Unicode code unit is
330          represented by a Unicode object of one item and can hold either a 16-bit or
331          32-bit value representing a Unicode ordinal (the maximum value for the ordinal
332          is given in ``sys.maxunicode``, and depends on how Python is configured at
333          compile time).  Surrogate pairs may be present in the Unicode object, and will
334          be reported as two separate items.  The built-in functions :func:`unichr` and
335          :func:`ord` convert between code units and nonnegative integers representing the
336          Unicode ordinals as defined in the Unicode Standard 3.0. Conversion from and to
337          other encodings are possible through the Unicode method :meth:`encode` and the
338          built-in function :func:`unicode`.
340       Tuples
341          .. index::
342             object: tuple
343             pair: singleton; tuple
344             pair: empty; tuple
346          The items of a tuple are arbitrary Python objects. Tuples of two or more items
347          are formed by comma-separated lists of expressions.  A tuple of one item (a
348          'singleton') can be formed by affixing a comma to an expression (an expression
349          by itself does not create a tuple, since parentheses must be usable for grouping
350          of expressions).  An empty tuple can be formed by an empty pair of parentheses.
352    Mutable sequences
353       .. index::
354          object: mutable sequence
355          object: mutable
356          pair: assignment; statement
357          single: delete
358          statement: del
359          single: subscription
360          single: slicing
362       Mutable sequences can be changed after they are created.  The subscription and
363       slicing notations can be used as the target of assignment and :keyword:`del`
364       (delete) statements.
366       There are currently two intrinsic mutable sequence types:
368       Lists
369          .. index:: object: list
371          The items of a list are arbitrary Python objects.  Lists are formed by placing a
372          comma-separated list of expressions in square brackets. (Note that there are no
373          special cases needed to form lists of length 0 or 1.)
375       Byte Arrays
376          .. index:: bytearray
378          A bytearray object is a mutable array. They are created by the built-in
379          :func:`bytearray` constructor.  Aside from being mutable (and hence
380          unhashable), byte arrays otherwise provide the same interface and
381          functionality as immutable bytes objects.
383       .. index:: module: array
385       The extension module :mod:`array` provides an additional example of a mutable
386       sequence type.
388 Set types
389    .. index::
390       builtin: len
391       object: set type
393    These represent unordered, finite sets of unique, immutable objects. As such,
394    they cannot be indexed by any subscript. However, they can be iterated over, and
395    the built-in function :func:`len` returns the number of items in a set. Common
396    uses for sets are fast membership testing, removing duplicates from a sequence,
397    and computing mathematical operations such as intersection, union, difference,
398    and symmetric difference.
400    For set elements, the same immutability rules apply as for dictionary keys. Note
401    that numeric types obey the normal rules for numeric comparison: if two numbers
402    compare equal (e.g., ``1`` and ``1.0``), only one of them can be contained in a
403    set.
405    There are currently two intrinsic set types:
407    Sets
408       .. index:: object: set
410       These represent a mutable set. They are created by the built-in :func:`set`
411       constructor and can be modified afterwards by several methods, such as
412       :meth:`add`.
414    Frozen sets
415       .. index:: object: frozenset
417       These represent an immutable set.  They are created by the built-in
418       :func:`frozenset` constructor.  As a frozenset is immutable and
419       :term:`hashable`, it can be used again as an element of another set, or as
420       a dictionary key.
422 Mappings
423    .. index::
424       builtin: len
425       single: subscription
426       object: mapping
428    These represent finite sets of objects indexed by arbitrary index sets. The
429    subscript notation ``a[k]`` selects the item indexed by ``k`` from the mapping
430    ``a``; this can be used in expressions and as the target of assignments or
431    :keyword:`del` statements. The built-in function :func:`len` returns the number
432    of items in a mapping.
434    There is currently a single intrinsic mapping type:
436    Dictionaries
437       .. index:: object: dictionary
439       These represent finite sets of objects indexed by nearly arbitrary values.  The
440       only types of values not acceptable as keys are values containing lists or
441       dictionaries or other mutable types that are compared by value rather than by
442       object identity, the reason being that the efficient implementation of
443       dictionaries requires a key's hash value to remain constant. Numeric types used
444       for keys obey the normal rules for numeric comparison: if two numbers compare
445       equal (e.g., ``1`` and ``1.0``) then they can be used interchangeably to index
446       the same dictionary entry.
448       Dictionaries are mutable; they can be created by the ``{...}`` notation (see
449       section :ref:`dict`).
451       .. index::
452          module: dbm
453          module: gdbm
454          module: bsddb
456       The extension modules :mod:`dbm`, :mod:`gdbm`, and :mod:`bsddb` provide
457       additional examples of mapping types.
459 Callable types
460    .. index::
461       object: callable
462       pair: function; call
463       single: invocation
464       pair: function; argument
466    These are the types to which the function call operation (see section
467    :ref:`calls`) can be applied:
469    User-defined functions
470       .. index::
471          pair: user-defined; function
472          object: function
473          object: user-defined function
475       A user-defined function object is created by a function definition (see
476       section :ref:`function`).  It should be called with an argument list
477       containing the same number of items as the function's formal parameter
478       list.
480       Special attributes:
482       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
483       | Attribute             | Meaning                       |           |
484       +=======================+===============================+===========+
485       | :attr:`func_doc`      | The function's documentation  | Writable  |
486       |                       | string, or ``None`` if        |           |
487       |                       | unavailable                   |           |
488       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
489       | :attr:`__doc__`       | Another way of spelling       | Writable  |
490       |                       | :attr:`func_doc`              |           |
491       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
492       | :attr:`func_name`     | The function's name           | Writable  |
493       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
494       | :attr:`__name__`      | Another way of spelling       | Writable  |
495       |                       | :attr:`func_name`             |           |
496       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
497       | :attr:`__module__`    | The name of the module the    | Writable  |
498       |                       | function was defined in, or   |           |
499       |                       | ``None`` if unavailable.      |           |
500       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
501       | :attr:`func_defaults` | A tuple containing default    | Writable  |
502       |                       | argument values for those     |           |
503       |                       | arguments that have defaults, |           |
504       |                       | or ``None`` if no arguments   |           |
505       |                       | have a default value          |           |
506       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
507       | :attr:`func_code`     | The code object representing  | Writable  |
508       |                       | the compiled function body.   |           |
509       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
510       | :attr:`func_globals`  | A reference to the dictionary | Read-only |
511       |                       | that holds the function's     |           |
512       |                       | global variables --- the      |           |
513       |                       | global namespace of the       |           |
514       |                       | module in which the function  |           |
515       |                       | was defined.                  |           |
516       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
517       | :attr:`func_dict`     | The namespace supporting      | Writable  |
518       |                       | arbitrary function            |           |
519       |                       | attributes.                   |           |
520       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
521       | :attr:`func_closure`  | ``None`` or a tuple of cells  | Read-only |
522       |                       | that contain bindings for the |           |
523       |                       | function's free variables.    |           |
524       +-----------------------+-------------------------------+-----------+
526       Most of the attributes labelled "Writable" check the type of the assigned value.
528       .. versionchanged:: 2.4
529          ``func_name`` is now writable.
531       Function objects also support getting and setting arbitrary attributes, which
532       can be used, for example, to attach metadata to functions.  Regular attribute
533       dot-notation is used to get and set such attributes. *Note that the current
534       implementation only supports function attributes on user-defined functions.
535       Function attributes on built-in functions may be supported in the future.*
537       Additional information about a function's definition can be retrieved from its
538       code object; see the description of internal types below.
540       .. index::
541          single: func_doc (function attribute)
542          single: __doc__ (function attribute)
543          single: __name__ (function attribute)
544          single: __module__ (function attribute)
545          single: __dict__ (function attribute)
546          single: func_defaults (function attribute)
547          single: func_closure (function attribute)
548          single: func_code (function attribute)
549          single: func_globals (function attribute)
550          single: func_dict (function attribute)
551          pair: global; namespace
553    User-defined methods
554       .. index::
555          object: method
556          object: user-defined method
557          pair: user-defined; method
559       A user-defined method object combines a class, a class instance (or ``None``)
560       and any callable object (normally a user-defined function).
562       Special read-only attributes: :attr:`im_self` is the class instance object,
563       :attr:`im_func` is the function object; :attr:`im_class` is the class of
564       :attr:`im_self` for bound methods or the class that asked for the method for
565       unbound methods; :attr:`__doc__` is the method's documentation (same as
566       ``im_func.__doc__``); :attr:`__name__` is the method name (same as
567       ``im_func.__name__``); :attr:`__module__` is the name of the module the method
568       was defined in, or ``None`` if unavailable.
570       .. versionchanged:: 2.2
571          :attr:`im_self` used to refer to the class that defined the method.
573       .. versionchanged:: 2.6
574          For 3.0 forward-compatibility, :attr:`im_func` is also available as
575          :attr:`__func__`, and :attr:`im_self` as :attr:`__self__`.
577       .. index::
578          single: __doc__ (method attribute)
579          single: __name__ (method attribute)
580          single: __module__ (method attribute)
581          single: im_func (method attribute)
582          single: im_self (method attribute)
584       Methods also support accessing (but not setting) the arbitrary function
585       attributes on the underlying function object.
587       User-defined method objects may be created when getting an attribute of a class
588       (perhaps via an instance of that class), if that attribute is a user-defined
589       function object, an unbound user-defined method object, or a class method
590       object. When the attribute is a user-defined method object, a new method object
591       is only created if the class from which it is being retrieved is the same as, or
592       a derived class of, the class stored in the original method object; otherwise,
593       the original method object is used as it is.
595       .. index::
596          single: im_class (method attribute)
597          single: im_func (method attribute)
598          single: im_self (method attribute)
600       When a user-defined method object is created by retrieving a user-defined
601       function object from a class, its :attr:`im_self` attribute is ``None``
602       and the method object is said to be unbound. When one is created by
603       retrieving a user-defined function object from a class via one of its
604       instances, its :attr:`im_self` attribute is the instance, and the method
605       object is said to be bound. In either case, the new method's
606       :attr:`im_class` attribute is the class from which the retrieval takes
607       place, and its :attr:`im_func` attribute is the original function object.
609       .. index:: single: im_func (method attribute)
611       When a user-defined method object is created by retrieving another method object
612       from a class or instance, the behaviour is the same as for a function object,
613       except that the :attr:`im_func` attribute of the new instance is not the
614       original method object but its :attr:`im_func` attribute.
616       .. index::
617          single: im_class (method attribute)
618          single: im_func (method attribute)
619          single: im_self (method attribute)
621       When a user-defined method object is created by retrieving a class method object
622       from a class or instance, its :attr:`im_self` attribute is the class itself (the
623       same as the :attr:`im_class` attribute), and its :attr:`im_func` attribute is
624       the function object underlying the class method.
626       When an unbound user-defined method object is called, the underlying function
627       (:attr:`im_func`) is called, with the restriction that the first argument must
628       be an instance of the proper class (:attr:`im_class`) or of a derived class
629       thereof.
631       When a bound user-defined method object is called, the underlying function
632       (:attr:`im_func`) is called, inserting the class instance (:attr:`im_self`) in
633       front of the argument list.  For instance, when :class:`C` is a class which
634       contains a definition for a function :meth:`f`, and ``x`` is an instance of
635       :class:`C`, calling ``x.f(1)`` is equivalent to calling ``C.f(x, 1)``.
637       When a user-defined method object is derived from a class method object, the
638       "class instance" stored in :attr:`im_self` will actually be the class itself, so
639       that calling either ``x.f(1)`` or ``C.f(1)`` is equivalent to calling ``f(C,1)``
640       where ``f`` is the underlying function.
642       Note that the transformation from function object to (unbound or bound) method
643       object happens each time the attribute is retrieved from the class or instance.
644       In some cases, a fruitful optimization is to assign the attribute to a local
645       variable and call that local variable. Also notice that this transformation only
646       happens for user-defined functions; other callable objects (and all non-callable
647       objects) are retrieved without transformation.  It is also important to note
648       that user-defined functions which are attributes of a class instance are not
649       converted to bound methods; this *only* happens when the function is an
650       attribute of the class.
652    Generator functions
653       .. index::
654          single: generator; function
655          single: generator; iterator
657       A function or method which uses the :keyword:`yield` statement (see section
658       :ref:`yield`) is called a :dfn:`generator
659       function`.  Such a function, when called, always returns an iterator object
660       which can be used to execute the body of the function:  calling the iterator's
661       :meth:`next` method will cause the function to execute until it provides a value
662       using the :keyword:`yield` statement.  When the function executes a
663       :keyword:`return` statement or falls off the end, a :exc:`StopIteration`
664       exception is raised and the iterator will have reached the end of the set of
665       values to be returned.
667    Built-in functions
668       .. index::
669          object: built-in function
670          object: function
671          pair: C; language
673       A built-in function object is a wrapper around a C function.  Examples of
674       built-in functions are :func:`len` and :func:`math.sin` (:mod:`math` is a
675       standard built-in module). The number and type of the arguments are
676       determined by the C function. Special read-only attributes:
677       :attr:`__doc__` is the function's documentation string, or ``None`` if
678       unavailable; :attr:`__name__` is the function's name; :attr:`__self__` is
679       set to ``None`` (but see the next item); :attr:`__module__` is the name of
680       the module the function was defined in or ``None`` if unavailable.
682    Built-in methods
683       .. index::
684          object: built-in method
685          object: method
686          pair: built-in; method
688       This is really a different disguise of a built-in function, this time containing
689       an object passed to the C function as an implicit extra argument.  An example of
690       a built-in method is ``alist.append()``, assuming *alist* is a list object. In
691       this case, the special read-only attribute :attr:`__self__` is set to the object
692       denoted by *list*.
694    Class Types
695       Class types, or "new-style classes," are callable.  These objects normally act
696       as factories for new instances of themselves, but variations are possible for
697       class types that override :meth:`__new__`.  The arguments of the call are passed
698       to :meth:`__new__` and, in the typical case, to :meth:`__init__` to initialize
699       the new instance.
701    Classic Classes
702       .. index::
703          single: __init__() (object method)
704          object: class
705          object: class instance
706          object: instance
707          pair: class object; call
709       Class objects are described below.  When a class object is called, a new class
710       instance (also described below) is created and returned.  This implies a call to
711       the class's :meth:`__init__` method if it has one.  Any arguments are passed on
712       to the :meth:`__init__` method.  If there is no :meth:`__init__` method, the
713       class must be called without arguments.
715    Class instances
716       Class instances are described below.  Class instances are callable only when the
717       class has a :meth:`__call__` method; ``x(arguments)`` is a shorthand for
718       ``x.__call__(arguments)``.
720 Modules
721    .. index::
722       statement: import
723       object: module
725    Modules are imported by the :keyword:`import` statement (see section
726    :ref:`import`). A module object has a
727    namespace implemented by a dictionary object (this is the dictionary referenced
728    by the func_globals attribute of functions defined in the module).  Attribute
729    references are translated to lookups in this dictionary, e.g., ``m.x`` is
730    equivalent to ``m.__dict__["x"]``. A module object does not contain the code
731    object used to initialize the module (since it isn't needed once the
732    initialization is done).
734    Attribute assignment updates the module's namespace dictionary, e.g., ``m.x =
735    1`` is equivalent to ``m.__dict__["x"] = 1``.
737    .. index:: single: __dict__ (module attribute)
739    Special read-only attribute: :attr:`__dict__` is the module's namespace as a
740    dictionary object.
742    .. index::
743       single: __name__ (module attribute)
744       single: __doc__ (module attribute)
745       single: __file__ (module attribute)
746       pair: module; namespace
748    Predefined (writable) attributes: :attr:`__name__` is the module's name;
749    :attr:`__doc__` is the module's documentation string, or ``None`` if
750    unavailable; :attr:`__file__` is the pathname of the file from which the module
751    was loaded, if it was loaded from a file. The :attr:`__file__` attribute is not
752    present for C modules that are statically linked into the interpreter; for
753    extension modules loaded dynamically from a shared library, it is the pathname
754    of the shared library file.
756 Classes
757    Both class types (new-style classes) and class objects (old-style/classic
758    classes) are typically created by class definitions (see section
759    :ref:`class`).  A class has a namespace implemented by a dictionary object.
760    Class attribute references are translated to lookups in this dictionary, e.g.,
761    ``C.x`` is translated to ``C.__dict__["x"]`` (although for new-style classes
762    in particular there are a number of hooks which allow for other means of
763    locating attributes). When the attribute name is not found there, the
764    attribute search continues in the base classes.  For old-style classes, the
765    search is depth-first, left-to-right in the order of occurrence in the base
766    class list. New-style classes use the more complex C3 method resolution
767    order which behaves correctly even in the presence of 'diamond'
768    inheritance structures where there are multiple inheritance paths
769    leading back to a common ancestor. Additional details on the C3 MRO used by
770    new-style classes can be found in the documentation accompanying the
771    2.3 release at http://www.python.org/download/releases/2.3/mro/.
773    .. XXX: Could we add that MRO doc as an appendix to the language ref?
775    .. index::
776       object: class
777       object: class instance
778       object: instance
779       pair: class object; call
780       single: container
781       object: dictionary
782       pair: class; attribute
784    When a class attribute reference (for class :class:`C`, say) would yield a
785    user-defined function object or an unbound user-defined method object whose
786    associated class is either :class:`C` or one of its base classes, it is
787    transformed into an unbound user-defined method object whose :attr:`im_class`
788    attribute is :class:`C`. When it would yield a class method object, it is
789    transformed into a bound user-defined method object whose :attr:`im_class`
790    and :attr:`im_self` attributes are both :class:`C`.  When it would yield a
791    static method object, it is transformed into the object wrapped by the static
792    method object. See section :ref:`descriptors` for another way in which
793    attributes retrieved from a class may differ from those actually contained in
794    its :attr:`__dict__` (note that only new-style classes support descriptors).
796    .. index:: triple: class; attribute; assignment
798    Class attribute assignments update the class's dictionary, never the dictionary
799    of a base class.
801    .. index:: pair: class object; call
803    A class object can be called (see above) to yield a class instance (see below).
805    .. index::
806       single: __name__ (class attribute)
807       single: __module__ (class attribute)
808       single: __dict__ (class attribute)
809       single: __bases__ (class attribute)
810       single: __doc__ (class attribute)
812    Special attributes: :attr:`__name__` is the class name; :attr:`__module__` is
813    the module name in which the class was defined; :attr:`__dict__` is the
814    dictionary containing the class's namespace; :attr:`__bases__` is a tuple
815    (possibly empty or a singleton) containing the base classes, in the order of
816    their occurrence in the base class list; :attr:`__doc__` is the class's
817    documentation string, or None if undefined.
819 Class instances
820    .. index::
821       object: class instance
822       object: instance
823       pair: class; instance
824       pair: class instance; attribute
826    A class instance is created by calling a class object (see above). A class
827    instance has a namespace implemented as a dictionary which is the first place in
828    which attribute references are searched.  When an attribute is not found there,
829    and the instance's class has an attribute by that name, the search continues
830    with the class attributes.  If a class attribute is found that is a user-defined
831    function object or an unbound user-defined method object whose associated class
832    is the class (call it :class:`C`) of the instance for which the attribute
833    reference was initiated or one of its bases, it is transformed into a bound
834    user-defined method object whose :attr:`im_class` attribute is :class:`C` and
835    whose :attr:`im_self` attribute is the instance. Static method and class method
836    objects are also transformed, as if they had been retrieved from class
837    :class:`C`; see above under "Classes". See section :ref:`descriptors` for
838    another way in which attributes of a class retrieved via its instances may
839    differ from the objects actually stored in the class's :attr:`__dict__`. If no
840    class attribute is found, and the object's class has a :meth:`__getattr__`
841    method, that is called to satisfy the lookup.
843    .. index:: triple: class instance; attribute; assignment
845    Attribute assignments and deletions update the instance's dictionary, never a
846    class's dictionary.  If the class has a :meth:`__setattr__` or
847    :meth:`__delattr__` method, this is called instead of updating the instance
848    dictionary directly.
850    .. index::
851       object: numeric
852       object: sequence
853       object: mapping
855    Class instances can pretend to be numbers, sequences, or mappings if they have
856    methods with certain special names.  See section :ref:`specialnames`.
858    .. index::
859       single: __dict__ (instance attribute)
860       single: __class__ (instance attribute)
862    Special attributes: :attr:`__dict__` is the attribute dictionary;
863    :attr:`__class__` is the instance's class.
865 Files
866    .. index::
867       object: file
868       builtin: open
869       single: popen() (in module os)
870       single: makefile() (socket method)
871       single: sys.stdin
872       single: sys.stdout
873       single: sys.stderr
874       single: stdio
875       single: stdin (in module sys)
876       single: stdout (in module sys)
877       single: stderr (in module sys)
879    A file object represents an open file.  File objects are created by the
880    :func:`open` built-in function, and also by :func:`os.popen`,
881    :func:`os.fdopen`, and the :meth:`makefile` method of socket objects (and
882    perhaps by other functions or methods provided by extension modules).  The
883    objects ``sys.stdin``, ``sys.stdout`` and ``sys.stderr`` are initialized to
884    file objects corresponding to the interpreter's standard input, output and
885    error streams.  See :ref:`bltin-file-objects` for complete documentation of
886    file objects.
888 Internal types
889    .. index::
890       single: internal type
891       single: types, internal
893    A few types used internally by the interpreter are exposed to the user. Their
894    definitions may change with future versions of the interpreter, but they are
895    mentioned here for completeness.
897    Code objects
898       .. index::
899          single: bytecode
900          object: code
902       Code objects represent *byte-compiled* executable Python code, or :term:`bytecode`.
903       The difference between a code object and a function object is that the function
904       object contains an explicit reference to the function's globals (the module in
905       which it was defined), while a code object contains no context; also the default
906       argument values are stored in the function object, not in the code object
907       (because they represent values calculated at run-time).  Unlike function
908       objects, code objects are immutable and contain no references (directly or
909       indirectly) to mutable objects.
911       Special read-only attributes: :attr:`co_name` gives the function name;
912       :attr:`co_argcount` is the number of positional arguments (including arguments
913       with default values); :attr:`co_nlocals` is the number of local variables used
914       by the function (including arguments); :attr:`co_varnames` is a tuple containing
915       the names of the local variables (starting with the argument names);
916       :attr:`co_cellvars` is a tuple containing the names of local variables that are
917       referenced by nested functions; :attr:`co_freevars` is a tuple containing the
918       names of free variables; :attr:`co_code` is a string representing the sequence
919       of bytecode instructions; :attr:`co_consts` is a tuple containing the literals
920       used by the bytecode; :attr:`co_names` is a tuple containing the names used by
921       the bytecode; :attr:`co_filename` is the filename from which the code was
922       compiled; :attr:`co_firstlineno` is the first line number of the function;
923       :attr:`co_lnotab` is a string encoding the mapping from bytecode offsets to
924       line numbers (for details see the source code of the interpreter);
925       :attr:`co_stacksize` is the required stack size (including local variables);
926       :attr:`co_flags` is an integer encoding a number of flags for the interpreter.
928       .. index::
929          single: co_argcount (code object attribute)
930          single: co_code (code object attribute)
931          single: co_consts (code object attribute)
932          single: co_filename (code object attribute)
933          single: co_firstlineno (code object attribute)
934          single: co_flags (code object attribute)
935          single: co_lnotab (code object attribute)
936          single: co_name (code object attribute)
937          single: co_names (code object attribute)
938          single: co_nlocals (code object attribute)
939          single: co_stacksize (code object attribute)
940          single: co_varnames (code object attribute)
941          single: co_cellvars (code object attribute)
942          single: co_freevars (code object attribute)
944       .. index:: object: generator
946       The following flag bits are defined for :attr:`co_flags`: bit ``0x04`` is set if
947       the function uses the ``*arguments`` syntax to accept an arbitrary number of
948       positional arguments; bit ``0x08`` is set if the function uses the
949       ``**keywords`` syntax to accept arbitrary keyword arguments; bit ``0x20`` is set
950       if the function is a generator.
952       Future feature declarations (``from __future__ import division``) also use bits
953       in :attr:`co_flags` to indicate whether a code object was compiled with a
954       particular feature enabled: bit ``0x2000`` is set if the function was compiled
955       with future division enabled; bits ``0x10`` and ``0x1000`` were used in earlier
956       versions of Python.
958       Other bits in :attr:`co_flags` are reserved for internal use.
960       .. index:: single: documentation string
962       If a code object represents a function, the first item in :attr:`co_consts` is
963       the documentation string of the function, or ``None`` if undefined.
965    .. _frame-objects:
967    Frame objects
968       .. index:: object: frame
970       Frame objects represent execution frames.  They may occur in traceback objects
971       (see below).
973       .. index::
974          single: f_back (frame attribute)
975          single: f_code (frame attribute)
976          single: f_globals (frame attribute)
977          single: f_locals (frame attribute)
978          single: f_lasti (frame attribute)
979          single: f_builtins (frame attribute)
980          single: f_restricted (frame attribute)
982       Special read-only attributes: :attr:`f_back` is to the previous stack frame
983       (towards the caller), or ``None`` if this is the bottom stack frame;
984       :attr:`f_code` is the code object being executed in this frame; :attr:`f_locals`
985       is the dictionary used to look up local variables; :attr:`f_globals` is used for
986       global variables; :attr:`f_builtins` is used for built-in (intrinsic) names;
987       :attr:`f_restricted` is a flag indicating whether the function is executing in
988       restricted execution mode; :attr:`f_lasti` gives the precise instruction (this
989       is an index into the bytecode string of the code object).
991       .. index::
992          single: f_trace (frame attribute)
993          single: f_exc_type (frame attribute)
994          single: f_exc_value (frame attribute)
995          single: f_exc_traceback (frame attribute)
996          single: f_lineno (frame attribute)
998       Special writable attributes: :attr:`f_trace`, if not ``None``, is a function
999       called at the start of each source code line (this is used by the debugger);
1000       :attr:`f_exc_type`, :attr:`f_exc_value`, :attr:`f_exc_traceback` represent the
1001       last exception raised in the parent frame provided another exception was ever
1002       raised in the current frame (in all other cases they are None); :attr:`f_lineno`
1003       is the current line number of the frame --- writing to this from within a trace
1004       function jumps to the given line (only for the bottom-most frame).  A debugger
1005       can implement a Jump command (aka Set Next Statement) by writing to f_lineno.
1007    Traceback objects
1008       .. index::
1009          object: traceback
1010          pair: stack; trace
1011          pair: exception; handler
1012          pair: execution; stack
1013          single: exc_info (in module sys)
1014          single: exc_traceback (in module sys)
1015          single: last_traceback (in module sys)
1016          single: sys.exc_info
1017          single: sys.exc_traceback
1018          single: sys.last_traceback
1020       Traceback objects represent a stack trace of an exception.  A traceback object
1021       is created when an exception occurs.  When the search for an exception handler
1022       unwinds the execution stack, at each unwound level a traceback object is
1023       inserted in front of the current traceback.  When an exception handler is
1024       entered, the stack trace is made available to the program. (See section
1025       :ref:`try`.) It is accessible as ``sys.exc_traceback``,
1026       and also as the third item of the tuple returned by ``sys.exc_info()``.  The
1027       latter is the preferred interface, since it works correctly when the program is
1028       using multiple threads. When the program contains no suitable handler, the stack
1029       trace is written (nicely formatted) to the standard error stream; if the
1030       interpreter is interactive, it is also made available to the user as
1031       ``sys.last_traceback``.
1033       .. index::
1034          single: tb_next (traceback attribute)
1035          single: tb_frame (traceback attribute)
1036          single: tb_lineno (traceback attribute)
1037          single: tb_lasti (traceback attribute)
1038          statement: try
1040       Special read-only attributes: :attr:`tb_next` is the next level in the stack
1041       trace (towards the frame where the exception occurred), or ``None`` if there is
1042       no next level; :attr:`tb_frame` points to the execution frame of the current
1043       level; :attr:`tb_lineno` gives the line number where the exception occurred;
1044       :attr:`tb_lasti` indicates the precise instruction.  The line number and last
1045       instruction in the traceback may differ from the line number of its frame object
1046       if the exception occurred in a :keyword:`try` statement with no matching except
1047       clause or with a finally clause.
1049    Slice objects
1050       .. index:: builtin: slice
1052       Slice objects are used to represent slices when *extended slice syntax* is used.
1053       This is a slice using two colons, or multiple slices or ellipses separated by
1054       commas, e.g., ``a[i:j:step]``, ``a[i:j, k:l]``, or ``a[..., i:j]``.  They are
1055       also created by the built-in :func:`slice` function.
1057       .. index::
1058          single: start (slice object attribute)
1059          single: stop (slice object attribute)
1060          single: step (slice object attribute)
1062       Special read-only attributes: :attr:`start` is the lower bound; :attr:`stop` is
1063       the upper bound; :attr:`step` is the step value; each is ``None`` if omitted.
1064       These attributes can have any type.
1066       Slice objects support one method:
1069       .. method:: slice.indices(self, length)
1071          This method takes a single integer argument *length* and computes information
1072          about the extended slice that the slice object would describe if applied to a
1073          sequence of *length* items.  It returns a tuple of three integers; respectively
1074          these are the *start* and *stop* indices and the *step* or stride length of the
1075          slice. Missing or out-of-bounds indices are handled in a manner consistent with
1076          regular slices.
1078          .. versionadded:: 2.3
1080    Static method objects
1081       Static method objects provide a way of defeating the transformation of function
1082       objects to method objects described above. A static method object is a wrapper
1083       around any other object, usually a user-defined method object. When a static
1084       method object is retrieved from a class or a class instance, the object actually
1085       returned is the wrapped object, which is not subject to any further
1086       transformation. Static method objects are not themselves callable, although the
1087       objects they wrap usually are. Static method objects are created by the built-in
1088       :func:`staticmethod` constructor.
1090    Class method objects
1091       A class method object, like a static method object, is a wrapper around another
1092       object that alters the way in which that object is retrieved from classes and
1093       class instances. The behaviour of class method objects upon such retrieval is
1094       described above, under "User-defined methods". Class method objects are created
1095       by the built-in :func:`classmethod` constructor.
1098 .. _newstyle:
1100 New-style and classic classes
1101 =============================
1103 Classes and instances come in two flavors: old-style (or classic) and new-style.
1105 Up to Python 2.1, old-style classes were the only flavour available to the user.
1106 The concept of (old-style) class is unrelated to the concept of type: if *x* is
1107 an instance of an old-style class, then ``x.__class__`` designates the class of
1108 *x*, but ``type(x)`` is always ``<type 'instance'>``.  This reflects the fact
1109 that all old-style instances, independently of their class, are implemented with
1110 a single built-in type, called ``instance``.
1112 New-style classes were introduced in Python 2.2 to unify classes and types.  A
1113 new-style class is neither more nor less than a user-defined type.  If *x* is an
1114 instance of a new-style class, then ``type(x)`` is typically the same as
1115 ``x.__class__`` (although this is not guaranteed - a new-style class instance is
1116 permitted to override the value returned for ``x.__class__``).
1118 The major motivation for introducing new-style classes is to provide a unified
1119 object model with a full meta-model.  It also has a number of practical
1120 benefits, like the ability to subclass most built-in types, or the introduction
1121 of "descriptors", which enable computed properties.
1123 For compatibility reasons, classes are still old-style by default.  New-style
1124 classes are created by specifying another new-style class (i.e. a type) as a
1125 parent class, or the "top-level type" :class:`object` if no other parent is
1126 needed.  The behaviour of new-style classes differs from that of old-style
1127 classes in a number of important details in addition to what :func:`type`
1128 returns.  Some of these changes are fundamental to the new object model, like
1129 the way special methods are invoked.  Others are "fixes" that could not be
1130 implemented before for compatibility concerns, like the method resolution order
1131 in case of multiple inheritance.
1133 While this manual aims to provide comprehensive coverage of Python's class
1134 mechanics, it may still be lacking in some areas when it comes to its coverage
1135 of new-style classes. Please see http://www.python.org/doc/newstyle/ for
1136 sources of additional information.
1138 .. index::
1139    single: class; new-style
1140    single: class; classic
1141    single: class; old-style
1143 Old-style classes are removed in Python 3.0, leaving only the semantics of
1144 new-style classes.
1147 .. _specialnames:
1149 Special method names
1150 ====================
1152 .. index::
1153    pair: operator; overloading
1154    single: __getitem__() (mapping object method)
1156 A class can implement certain operations that are invoked by special syntax
1157 (such as arithmetic operations or subscripting and slicing) by defining methods
1158 with special names. This is Python's approach to :dfn:`operator overloading`,
1159 allowing classes to define their own behavior with respect to language
1160 operators.  For instance, if a class defines a method named :meth:`__getitem__`,
1161 and ``x`` is an instance of this class, then ``x[i]`` is roughly equivalent
1162 to ``x.__getitem__(i)`` for old-style classes and ``type(x).__getitem__(x, i)``
1163 for new-style classes.  Except where mentioned, attempts to execute an
1164 operation raise an exception when no appropriate method is defined (typically
1165 :exc:`AttributeError` or :exc:`TypeError`).
1167 When implementing a class that emulates any built-in type, it is important that
1168 the emulation only be implemented to the degree that it makes sense for the
1169 object being modelled.  For example, some sequences may work well with retrieval
1170 of individual elements, but extracting a slice may not make sense.  (One example
1171 of this is the :class:`NodeList` interface in the W3C's Document Object Model.)
1174 .. _customization:
1176 Basic customization
1177 -------------------
1179 .. method:: object.__new__(cls[, ...])
1181    .. index:: pair: subclassing; immutable types
1183    Called to create a new instance of class *cls*.  :meth:`__new__` is a static
1184    method (special-cased so you need not declare it as such) that takes the class
1185    of which an instance was requested as its first argument.  The remaining
1186    arguments are those passed to the object constructor expression (the call to the
1187    class).  The return value of :meth:`__new__` should be the new object instance
1188    (usually an instance of *cls*).
1190    Typical implementations create a new instance of the class by invoking the
1191    superclass's :meth:`__new__` method using ``super(currentclass,
1192    cls).__new__(cls[, ...])`` with appropriate arguments and then modifying the
1193    newly-created instance as necessary before returning it.
1195    If :meth:`__new__` returns an instance of *cls*, then the new instance's
1196    :meth:`__init__` method will be invoked like ``__init__(self[, ...])``, where
1197    *self* is the new instance and the remaining arguments are the same as were
1198    passed to :meth:`__new__`.
1200    If :meth:`__new__` does not return an instance of *cls*, then the new instance's
1201    :meth:`__init__` method will not be invoked.
1203    :meth:`__new__` is intended mainly to allow subclasses of immutable types (like
1204    int, str, or tuple) to customize instance creation.  It is also commonly
1205    overridden in custom metaclasses in order to customize class creation.
1208 .. method:: object.__init__(self[, ...])
1210    .. index:: pair: class; constructor
1212    Called when the instance is created.  The arguments are those passed to the
1213    class constructor expression.  If a base class has an :meth:`__init__` method,
1214    the derived class's :meth:`__init__` method, if any, must explicitly call it to
1215    ensure proper initialization of the base class part of the instance; for
1216    example: ``BaseClass.__init__(self, [args...])``.  As a special constraint on
1217    constructors, no value may be returned; doing so will cause a :exc:`TypeError`
1218    to be raised at runtime.
1221 .. method:: object.__del__(self)
1223    .. index::
1224       single: destructor
1225       statement: del
1227    Called when the instance is about to be destroyed.  This is also called a
1228    destructor.  If a base class has a :meth:`__del__` method, the derived class's
1229    :meth:`__del__` method, if any, must explicitly call it to ensure proper
1230    deletion of the base class part of the instance.  Note that it is possible
1231    (though not recommended!) for the :meth:`__del__` method to postpone destruction
1232    of the instance by creating a new reference to it.  It may then be called at a
1233    later time when this new reference is deleted.  It is not guaranteed that
1234    :meth:`__del__` methods are called for objects that still exist when the
1235    interpreter exits.
1237    .. note::
1239       ``del x`` doesn't directly call ``x.__del__()`` --- the former decrements
1240       the reference count for ``x`` by one, and the latter is only called when
1241       ``x``'s reference count reaches zero.  Some common situations that may
1242       prevent the reference count of an object from going to zero include:
1243       circular references between objects (e.g., a doubly-linked list or a tree
1244       data structure with parent and child pointers); a reference to the object
1245       on the stack frame of a function that caught an exception (the traceback
1246       stored in ``sys.exc_traceback`` keeps the stack frame alive); or a
1247       reference to the object on the stack frame that raised an unhandled
1248       exception in interactive mode (the traceback stored in
1249       ``sys.last_traceback`` keeps the stack frame alive).  The first situation
1250       can only be remedied by explicitly breaking the cycles; the latter two
1251       situations can be resolved by storing ``None`` in ``sys.exc_traceback`` or
1252       ``sys.last_traceback``.  Circular references which are garbage are
1253       detected when the option cycle detector is enabled (it's on by default),
1254       but can only be cleaned up if there are no Python-level :meth:`__del__`
1255       methods involved. Refer to the documentation for the :mod:`gc` module for
1256       more information about how :meth:`__del__` methods are handled by the
1257       cycle detector, particularly the description of the ``garbage`` value.
1259    .. warning::
1261       Due to the precarious circumstances under which :meth:`__del__` methods are
1262       invoked, exceptions that occur during their execution are ignored, and a warning
1263       is printed to ``sys.stderr`` instead.  Also, when :meth:`__del__` is invoked in
1264       response to a module being deleted (e.g., when execution of the program is
1265       done), other globals referenced by the :meth:`__del__` method may already have
1266       been deleted or in the process of being torn down (e.g. the import
1267       machinery shutting down).  For this reason, :meth:`__del__` methods
1268       should do the absolute
1269       minimum needed to maintain external invariants.  Starting with version 1.5,
1270       Python guarantees that globals whose name begins with a single underscore are
1271       deleted from their module before other globals are deleted; if no other
1272       references to such globals exist, this may help in assuring that imported
1273       modules are still available at the time when the :meth:`__del__` method is
1274       called.
1277 .. method:: object.__repr__(self)
1279    .. index:: builtin: repr
1281    Called by the :func:`repr` built-in function and by string conversions (reverse
1282    quotes) to compute the "official" string representation of an object.  If at all
1283    possible, this should look like a valid Python expression that could be used to
1284    recreate an object with the same value (given an appropriate environment).  If
1285    this is not possible, a string of the form ``<...some useful description...>``
1286    should be returned.  The return value must be a string object. If a class
1287    defines :meth:`__repr__` but not :meth:`__str__`, then :meth:`__repr__` is also
1288    used when an "informal" string representation of instances of that class is
1289    required.
1291    .. index::
1292       pair: string; conversion
1293       pair: reverse; quotes
1294       pair: backward; quotes
1295       single: back-quotes
1297    This is typically used for debugging, so it is important that the representation
1298    is information-rich and unambiguous.
1301 .. method:: object.__str__(self)
1303    .. index::
1304       builtin: str
1305       statement: print
1307    Called by the :func:`str` built-in function and by the :keyword:`print`
1308    statement to compute the "informal" string representation of an object.  This
1309    differs from :meth:`__repr__` in that it does not have to be a valid Python
1310    expression: a more convenient or concise representation may be used instead.
1311    The return value must be a string object.
1314 .. method:: object.__lt__(self, other)
1315             object.__le__(self, other)
1316             object.__eq__(self, other)
1317             object.__ne__(self, other)
1318             object.__gt__(self, other)
1319             object.__ge__(self, other)
1321    .. versionadded:: 2.1
1323    .. index::
1324       single: comparisons
1326    These are the so-called "rich comparison" methods, and are called for comparison
1327    operators in preference to :meth:`__cmp__` below. The correspondence between
1328    operator symbols and method names is as follows: ``x<y`` calls ``x.__lt__(y)``,
1329    ``x<=y`` calls ``x.__le__(y)``, ``x==y`` calls ``x.__eq__(y)``, ``x!=y`` and
1330    ``x<>y`` call ``x.__ne__(y)``, ``x>y`` calls ``x.__gt__(y)``, and ``x>=y`` calls
1331    ``x.__ge__(y)``.
1333    A rich comparison method may return the singleton ``NotImplemented`` if it does
1334    not implement the operation for a given pair of arguments. By convention,
1335    ``False`` and ``True`` are returned for a successful comparison. However, these
1336    methods can return any value, so if the comparison operator is used in a Boolean
1337    context (e.g., in the condition of an ``if`` statement), Python will call
1338    :func:`bool` on the value to determine if the result is true or false.
1340    There are no implied relationships among the comparison operators. The truth
1341    of ``x==y`` does not imply that ``x!=y`` is false.  Accordingly, when
1342    defining :meth:`__eq__`, one should also define :meth:`__ne__` so that the
1343    operators will behave as expected.  See the paragraph on :meth:`__hash__` for
1344    some important notes on creating :term:`hashable` objects which support
1345    custom comparison operations and are usable as dictionary keys.
1347    There are no swapped-argument versions of these methods (to be used when the
1348    left argument does not support the operation but the right argument does);
1349    rather, :meth:`__lt__` and :meth:`__gt__` are each other's reflection,
1350    :meth:`__le__` and :meth:`__ge__` are each other's reflection, and
1351    :meth:`__eq__` and :meth:`__ne__` are their own reflection.
1353    Arguments to rich comparison methods are never coerced.
1355    To automatically generate ordering operations from a single root operation,
1356    see the `Total Ordering recipe in the ASPN cookbook
1357    <http://code.activestate.com/recipes/576529/>`_\.
1359 .. method:: object.__cmp__(self, other)
1361    .. index::
1362       builtin: cmp
1363       single: comparisons
1365    Called by comparison operations if rich comparison (see above) is not
1366    defined.  Should return a negative integer if ``self < other``, zero if
1367    ``self == other``, a positive integer if ``self > other``.  If no
1368    :meth:`__cmp__`, :meth:`__eq__` or :meth:`__ne__` operation is defined, class
1369    instances are compared by object identity ("address").  See also the
1370    description of :meth:`__hash__` for some important notes on creating
1371    :term:`hashable` objects which support custom comparison operations and are
1372    usable as dictionary keys. (Note: the restriction that exceptions are not
1373    propagated by :meth:`__cmp__` has been removed since Python 1.5.)
1376 .. method:: object.__rcmp__(self, other)
1378    .. versionchanged:: 2.1
1379       No longer supported.
1382 .. method:: object.__hash__(self)
1384    .. index::
1385       object: dictionary
1386       builtin: hash
1388    Called by built-in function :func:`hash` and for operations on members of
1389    hashed collections including :class:`set`, :class:`frozenset`, and
1390    :class:`dict`.  :meth:`__hash__` should return an integer.  The only required
1391    property is that objects which compare equal have the same hash value; it is
1392    advised to somehow mix together (e.g. using exclusive or) the hash values for
1393    the components of the object that also play a part in comparison of objects.
1395    If a class does not define a :meth:`__cmp__` or :meth:`__eq__` method it
1396    should not define a :meth:`__hash__` operation either; if it defines
1397    :meth:`__cmp__` or :meth:`__eq__` but not :meth:`__hash__`, its instances
1398    will not be usable in hashed collections.  If a class defines mutable objects
1399    and implements a :meth:`__cmp__` or :meth:`__eq__` method, it should not
1400    implement :meth:`__hash__`, since hashable collection implementations require
1401    that a object's hash value is immutable (if the object's hash value changes,
1402    it will be in the wrong hash bucket).
1404    User-defined classes have :meth:`__cmp__` and :meth:`__hash__` methods
1405    by default; with them, all objects compare unequal (except with themselves)
1406    and ``x.__hash__()`` returns ``id(x)``.
1408    Classes which inherit a :meth:`__hash__` method from a parent class but
1409    change the meaning of :meth:`__cmp__` or :meth:`__eq__` such that the hash
1410    value returned is no longer appropriate (e.g. by switching to a value-based
1411    concept of equality instead of the default identity based equality) can
1412    explicitly flag themselves as being unhashable by setting ``__hash__ = None``
1413    in the class definition. Doing so means that not only will instances of the
1414    class raise an appropriate :exc:`TypeError` when a program attempts to
1415    retrieve their hash value, but they will also be correctly identified as
1416    unhashable when checking ``isinstance(obj, collections.Hashable)`` (unlike
1417    classes which define their own :meth:`__hash__` to explicitly raise
1418    :exc:`TypeError`).
1420    .. versionchanged:: 2.5
1421       :meth:`__hash__` may now also return a long integer object; the 32-bit
1422       integer is then derived from the hash of that object.
1424    .. versionchanged:: 2.6
1425       :attr:`__hash__` may now be set to :const:`None` to explicitly flag
1426       instances of a class as unhashable.
1429 .. method:: object.__nonzero__(self)
1431    .. index:: single: __len__() (mapping object method)
1433    Called to implement truth value testing and the built-in operation ``bool()``;
1434    should return ``False`` or ``True``, or their integer equivalents ``0`` or
1435    ``1``.  When this method is not defined, :meth:`__len__` is called, if it is
1436    defined, and the object is considered true if its result is nonzero.
1437    If a class defines neither :meth:`__len__` nor :meth:`__nonzero__`, all its
1438    instances are considered true.
1441 .. method:: object.__unicode__(self)
1443    .. index:: builtin: unicode
1445    Called to implement :func:`unicode` built-in; should return a Unicode object.
1446    When this method is not defined, string conversion is attempted, and the result
1447    of string conversion is converted to Unicode using the system default encoding.
1450 .. _attribute-access:
1452 Customizing attribute access
1453 ----------------------------
1455 The following methods can be defined to customize the meaning of attribute
1456 access (use of, assignment to, or deletion of ``x.name``) for class instances.
1459 .. method:: object.__getattr__(self, name)
1461    Called when an attribute lookup has not found the attribute in the usual places
1462    (i.e. it is not an instance attribute nor is it found in the class tree for
1463    ``self``).  ``name`` is the attribute name. This method should return the
1464    (computed) attribute value or raise an :exc:`AttributeError` exception.
1466    .. index:: single: __setattr__() (object method)
1468    Note that if the attribute is found through the normal mechanism,
1469    :meth:`__getattr__` is not called.  (This is an intentional asymmetry between
1470    :meth:`__getattr__` and :meth:`__setattr__`.) This is done both for efficiency
1471    reasons and because otherwise :meth:`__getattr__` would have no way to access
1472    other attributes of the instance.  Note that at least for instance variables,
1473    you can fake total control by not inserting any values in the instance attribute
1474    dictionary (but instead inserting them in another object).  See the
1475    :meth:`__getattribute__` method below for a way to actually get total control in
1476    new-style classes.
1479 .. method:: object.__setattr__(self, name, value)
1481    Called when an attribute assignment is attempted.  This is called instead of the
1482    normal mechanism (i.e. store the value in the instance dictionary).  *name* is
1483    the attribute name, *value* is the value to be assigned to it.
1485    .. index:: single: __dict__ (instance attribute)
1487    If :meth:`__setattr__` wants to assign to an instance attribute, it should not
1488    simply execute ``self.name = value`` --- this would cause a recursive call to
1489    itself.  Instead, it should insert the value in the dictionary of instance
1490    attributes, e.g., ``self.__dict__[name] = value``.  For new-style classes,
1491    rather than accessing the instance dictionary, it should call the base class
1492    method with the same name, for example, ``object.__setattr__(self, name,
1493    value)``.
1496 .. method:: object.__delattr__(self, name)
1498    Like :meth:`__setattr__` but for attribute deletion instead of assignment.  This
1499    should only be implemented if ``del obj.name`` is meaningful for the object.
1502 .. _new-style-attribute-access:
1504 More attribute access for new-style classes
1505 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1507 The following methods only apply to new-style classes.
1510 .. method:: object.__getattribute__(self, name)
1512    Called unconditionally to implement attribute accesses for instances of the
1513    class. If the class also defines :meth:`__getattr__`, the latter will not be
1514    called unless :meth:`__getattribute__` either calls it explicitly or raises an
1515    :exc:`AttributeError`. This method should return the (computed) attribute value
1516    or raise an :exc:`AttributeError` exception. In order to avoid infinite
1517    recursion in this method, its implementation should always call the base class
1518    method with the same name to access any attributes it needs, for example,
1519    ``object.__getattribute__(self, name)``.
1521    .. note::
1523       This method may still be bypassed when looking up special methods as the
1524       result of implicit invocation via language syntax or built-in functions.
1525       See :ref:`new-style-special-lookup`.
1528 .. _descriptors:
1530 Implementing Descriptors
1531 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1533 The following methods only apply when an instance of the class containing the
1534 method (a so-called *descriptor* class) appears in the class dictionary of
1535 another new-style class, known as the *owner* class. In the examples below, "the
1536 attribute" refers to the attribute whose name is the key of the property in the
1537 owner class' ``__dict__``.  Descriptors can only be implemented as new-style
1538 classes themselves.
1541 .. method:: object.__get__(self, instance, owner)
1543    Called to get the attribute of the owner class (class attribute access) or of an
1544    instance of that class (instance attribute access). *owner* is always the owner
1545    class, while *instance* is the instance that the attribute was accessed through,
1546    or ``None`` when the attribute is accessed through the *owner*.  This method
1547    should return the (computed) attribute value or raise an :exc:`AttributeError`
1548    exception.
1551 .. method:: object.__set__(self, instance, value)
1553    Called to set the attribute on an instance *instance* of the owner class to a
1554    new value, *value*.
1557 .. method:: object.__delete__(self, instance)
1559    Called to delete the attribute on an instance *instance* of the owner class.
1562 .. _descriptor-invocation:
1564 Invoking Descriptors
1565 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1567 In general, a descriptor is an object attribute with "binding behavior", one
1568 whose attribute access has been overridden by methods in the descriptor
1569 protocol:  :meth:`__get__`, :meth:`__set__`, and :meth:`__delete__`. If any of
1570 those methods are defined for an object, it is said to be a descriptor.
1572 The default behavior for attribute access is to get, set, or delete the
1573 attribute from an object's dictionary. For instance, ``a.x`` has a lookup chain
1574 starting with ``a.__dict__['x']``, then ``type(a).__dict__['x']``, and
1575 continuing through the base classes of ``type(a)`` excluding metaclasses.
1577 However, if the looked-up value is an object defining one of the descriptor
1578 methods, then Python may override the default behavior and invoke the descriptor
1579 method instead.  Where this occurs in the precedence chain depends on which
1580 descriptor methods were defined and how they were called.  Note that descriptors
1581 are only invoked for new style objects or classes (ones that subclass
1582 :class:`object()` or :class:`type()`).
1584 The starting point for descriptor invocation is a binding, ``a.x``. How the
1585 arguments are assembled depends on ``a``:
1587 Direct Call
1588    The simplest and least common call is when user code directly invokes a
1589    descriptor method:    ``x.__get__(a)``.
1591 Instance Binding
1592    If binding to a new-style object instance, ``a.x`` is transformed into the call:
1593    ``type(a).__dict__['x'].__get__(a, type(a))``.
1595 Class Binding
1596    If binding to a new-style class, ``A.x`` is transformed into the call:
1597    ``A.__dict__['x'].__get__(None, A)``.
1599 Super Binding
1600    If ``a`` is an instance of :class:`super`, then the binding ``super(B,
1601    obj).m()`` searches ``obj.__class__.__mro__`` for the base class ``A``
1602    immediately preceding ``B`` and then invokes the descriptor with the call:
1603    ``A.__dict__['m'].__get__(obj, A)``.
1605 For instance bindings, the precedence of descriptor invocation depends on the
1606 which descriptor methods are defined.  Normally, data descriptors define both
1607 :meth:`__get__` and :meth:`__set__`, while non-data descriptors have just the
1608 :meth:`__get__` method.  Data descriptors always override a redefinition in an
1609 instance dictionary.  In contrast, non-data descriptors can be overridden by
1610 instances. [#]_
1612 Python methods (including :func:`staticmethod` and :func:`classmethod`) are
1613 implemented as non-data descriptors.  Accordingly, instances can redefine and
1614 override methods.  This allows individual instances to acquire behaviors that
1615 differ from other instances of the same class.
1617 The :func:`property` function is implemented as a data descriptor. Accordingly,
1618 instances cannot override the behavior of a property.
1621 .. _slots:
1623 __slots__
1624 ^^^^^^^^^
1626 By default, instances of both old and new-style classes have a dictionary for
1627 attribute storage.  This wastes space for objects having very few instance
1628 variables.  The space consumption can become acute when creating large numbers
1629 of instances.
1631 The default can be overridden by defining *__slots__* in a new-style class
1632 definition.  The *__slots__* declaration takes a sequence of instance variables
1633 and reserves just enough space in each instance to hold a value for each
1634 variable.  Space is saved because *__dict__* is not created for each instance.
1637 .. data:: __slots__
1639    This class variable can be assigned a string, iterable, or sequence of strings
1640    with variable names used by instances.  If defined in a new-style class,
1641    *__slots__* reserves space for the declared variables and prevents the automatic
1642    creation of *__dict__* and *__weakref__* for each instance.
1644    .. versionadded:: 2.2
1646 Notes on using *__slots__*
1648 * When inheriting from a class without *__slots__*, the *__dict__* attribute of
1649   that class will always be accessible, so a *__slots__* definition in the
1650   subclass is meaningless.
1652 * Without a *__dict__* variable, instances cannot be assigned new variables not
1653   listed in the *__slots__* definition.  Attempts to assign to an unlisted
1654   variable name raises :exc:`AttributeError`. If dynamic assignment of new
1655   variables is desired, then add ``'__dict__'`` to the sequence of strings in the
1656   *__slots__* declaration.
1658   .. versionchanged:: 2.3
1659      Previously, adding ``'__dict__'`` to the *__slots__* declaration would not
1660      enable the assignment of new attributes not specifically listed in the sequence
1661      of instance variable names.
1663 * Without a *__weakref__* variable for each instance, classes defining
1664   *__slots__* do not support weak references to its instances. If weak reference
1665   support is needed, then add ``'__weakref__'`` to the sequence of strings in the
1666   *__slots__* declaration.
1668   .. versionchanged:: 2.3
1669      Previously, adding ``'__weakref__'`` to the *__slots__* declaration would not
1670      enable support for weak references.
1672 * *__slots__* are implemented at the class level by creating descriptors
1673   (:ref:`descriptors`) for each variable name.  As a result, class attributes
1674   cannot be used to set default values for instance variables defined by
1675   *__slots__*; otherwise, the class attribute would overwrite the descriptor
1676   assignment.
1678 * The action of a *__slots__* declaration is limited to the class where it is
1679   defined.  As a result, subclasses will have a *__dict__* unless they also define
1680   *__slots__* (which must only contain names of any *additional* slots).
1682 * If a class defines a slot also defined in a base class, the instance variable
1683   defined by the base class slot is inaccessible (except by retrieving its
1684   descriptor directly from the base class). This renders the meaning of the
1685   program undefined.  In the future, a check may be added to prevent this.
1687 * Nonempty *__slots__* does not work for classes derived from "variable-length"
1688   built-in types such as :class:`long`, :class:`str` and :class:`tuple`.
1690 * Any non-string iterable may be assigned to *__slots__*. Mappings may also be
1691   used; however, in the future, special meaning may be assigned to the values
1692   corresponding to each key.
1694 * *__class__* assignment works only if both classes have the same *__slots__*.
1696   .. versionchanged:: 2.6
1697      Previously, *__class__* assignment raised an error if either new or old class
1698      had *__slots__*.
1701 .. _metaclasses:
1703 Customizing class creation
1704 --------------------------
1706 By default, new-style classes are constructed using :func:`type`. A class
1707 definition is read into a separate namespace and the value of class name is
1708 bound to the result of ``type(name, bases, dict)``.
1710 When the class definition is read, if *__metaclass__* is defined then the
1711 callable assigned to it will be called instead of :func:`type`. This allows
1712 classes or functions to be written which monitor or alter the class creation
1713 process:
1715 * Modifying the class dictionary prior to the class being created.
1717 * Returning an instance of another class -- essentially performing the role of a
1718   factory function.
1720 These steps will have to be performed in the metaclass's :meth:`__new__` method
1721 -- :meth:`type.__new__` can then be called from this method to create a class
1722 with different properties.  This example adds a new element to the class
1723 dictionary before creating the class::
1725   class metacls(type):
1726       def __new__(mcs, name, bases, dict):
1727           dict['foo'] = 'metacls was here'
1728           return type.__new__(mcs, name, bases, dict)
1730 You can of course also override other class methods (or add new methods); for
1731 example defining a custom :meth:`__call__` method in the metaclass allows custom
1732 behavior when the class is called, e.g. not always creating a new instance.
1735 .. data:: __metaclass__
1737    This variable can be any callable accepting arguments for ``name``, ``bases``,
1738    and ``dict``.  Upon class creation, the callable is used instead of the built-in
1739    :func:`type`.
1741    .. versionadded:: 2.2
1743 The appropriate metaclass is determined by the following precedence rules:
1745 * If ``dict['__metaclass__']`` exists, it is used.
1747 * Otherwise, if there is at least one base class, its metaclass is used (this
1748   looks for a *__class__* attribute first and if not found, uses its type).
1750 * Otherwise, if a global variable named __metaclass__ exists, it is used.
1752 * Otherwise, the old-style, classic metaclass (types.ClassType) is used.
1754 The potential uses for metaclasses are boundless. Some ideas that have been
1755 explored including logging, interface checking, automatic delegation, automatic
1756 property creation, proxies, frameworks, and automatic resource
1757 locking/synchronization.
1760 .. _callable-types:
1762 Emulating callable objects
1763 --------------------------
1766 .. method:: object.__call__(self[, args...])
1768    .. index:: pair: call; instance
1770    Called when the instance is "called" as a function; if this method is defined,
1771    ``x(arg1, arg2, ...)`` is a shorthand for ``x.__call__(arg1, arg2, ...)``.
1774 .. _sequence-types:
1776 Emulating container types
1777 -------------------------
1779 The following methods can be defined to implement container objects.  Containers
1780 usually are sequences (such as lists or tuples) or mappings (like dictionaries),
1781 but can represent other containers as well.  The first set of methods is used
1782 either to emulate a sequence or to emulate a mapping; the difference is that for
1783 a sequence, the allowable keys should be the integers *k* for which ``0 <= k <
1784 N`` where *N* is the length of the sequence, or slice objects, which define a
1785 range of items. (For backwards compatibility, the method :meth:`__getslice__`
1786 (see below) can also be defined to handle simple, but not extended slices.) It
1787 is also recommended that mappings provide the methods :meth:`keys`,
1788 :meth:`values`, :meth:`items`, :meth:`has_key`, :meth:`get`, :meth:`clear`,
1789 :meth:`setdefault`, :meth:`iterkeys`, :meth:`itervalues`, :meth:`iteritems`,
1790 :meth:`pop`, :meth:`popitem`, :meth:`copy`, and :meth:`update` behaving similar
1791 to those for Python's standard dictionary objects.  The :mod:`UserDict` module
1792 provides a :class:`DictMixin` class to help create those methods from a base set
1793 of :meth:`__getitem__`, :meth:`__setitem__`, :meth:`__delitem__`, and
1794 :meth:`keys`. Mutable sequences should provide methods :meth:`append`,
1795 :meth:`count`, :meth:`index`, :meth:`extend`, :meth:`insert`, :meth:`pop`,
1796 :meth:`remove`, :meth:`reverse` and :meth:`sort`, like Python standard list
1797 objects.  Finally, sequence types should implement addition (meaning
1798 concatenation) and multiplication (meaning repetition) by defining the methods
1799 :meth:`__add__`, :meth:`__radd__`, :meth:`__iadd__`, :meth:`__mul__`,
1800 :meth:`__rmul__` and :meth:`__imul__` described below; they should not define
1801 :meth:`__coerce__` or other numerical operators.  It is recommended that both
1802 mappings and sequences implement the :meth:`__contains__` method to allow
1803 efficient use of the ``in`` operator; for mappings, ``in`` should be equivalent
1804 of :meth:`has_key`; for sequences, it should search through the values.  It is
1805 further recommended that both mappings and sequences implement the
1806 :meth:`__iter__` method to allow efficient iteration through the container; for
1807 mappings, :meth:`__iter__` should be the same as :meth:`iterkeys`; for
1808 sequences, it should iterate through the values.
1811 .. method:: object.__len__(self)
1813    .. index::
1814       builtin: len
1815       single: __nonzero__() (object method)
1817    Called to implement the built-in function :func:`len`.  Should return the length
1818    of the object, an integer ``>=`` 0.  Also, an object that doesn't define a
1819    :meth:`__nonzero__` method and whose :meth:`__len__` method returns zero is
1820    considered to be false in a Boolean context.
1823 .. method:: object.__getitem__(self, key)
1825    .. index:: object: slice
1827    Called to implement evaluation of ``self[key]``. For sequence types, the
1828    accepted keys should be integers and slice objects.  Note that the special
1829    interpretation of negative indexes (if the class wishes to emulate a sequence
1830    type) is up to the :meth:`__getitem__` method. If *key* is of an inappropriate
1831    type, :exc:`TypeError` may be raised; if of a value outside the set of indexes
1832    for the sequence (after any special interpretation of negative values),
1833    :exc:`IndexError` should be raised. For mapping types, if *key* is missing (not
1834    in the container), :exc:`KeyError` should be raised.
1836    .. note::
1838       :keyword:`for` loops expect that an :exc:`IndexError` will be raised for illegal
1839       indexes to allow proper detection of the end of the sequence.
1842 .. method:: object.__setitem__(self, key, value)
1844    Called to implement assignment to ``self[key]``.  Same note as for
1845    :meth:`__getitem__`.  This should only be implemented for mappings if the
1846    objects support changes to the values for keys, or if new keys can be added, or
1847    for sequences if elements can be replaced.  The same exceptions should be raised
1848    for improper *key* values as for the :meth:`__getitem__` method.
1851 .. method:: object.__delitem__(self, key)
1853    Called to implement deletion of ``self[key]``.  Same note as for
1854    :meth:`__getitem__`.  This should only be implemented for mappings if the
1855    objects support removal of keys, or for sequences if elements can be removed
1856    from the sequence.  The same exceptions should be raised for improper *key*
1857    values as for the :meth:`__getitem__` method.
1860 .. method:: object.__iter__(self)
1862    This method is called when an iterator is required for a container. This method
1863    should return a new iterator object that can iterate over all the objects in the
1864    container.  For mappings, it should iterate over the keys of the container, and
1865    should also be made available as the method :meth:`iterkeys`.
1867    Iterator objects also need to implement this method; they are required to return
1868    themselves.  For more information on iterator objects, see :ref:`typeiter`.
1871 .. method:: object.__reversed__(self)
1873    Called (if present) by the :func:`reversed` built-in to implement
1874    reverse iteration.  It should return a new iterator object that iterates
1875    over all the objects in the container in reverse order.
1877    If the :meth:`__reversed__` method is not provided, the :func:`reversed`
1878    built-in will fall back to using the sequence protocol (:meth:`__len__` and
1879    :meth:`__getitem__`).  Objects that support the sequence protocol should
1880    only provide :meth:`__reversed__` if they can provide an implementation
1881    that is more efficient than the one provided by :func:`reversed`.
1883    .. versionadded:: 2.6
1886 The membership test operators (:keyword:`in` and :keyword:`not in`) are normally
1887 implemented as an iteration through a sequence.  However, container objects can
1888 supply the following special method with a more efficient implementation, which
1889 also does not require the object be a sequence.
1891 .. method:: object.__contains__(self, item)
1893    Called to implement membership test operators.  Should return true if *item*
1894    is in *self*, false otherwise.  For mapping objects, this should consider the
1895    keys of the mapping rather than the values or the key-item pairs.
1897    For objects that don't define :meth:`__contains__`, the membership test first
1898    tries iteration via :meth:`__iter__`, then the old sequence iteration
1899    protocol via :meth:`__getitem__`, see :ref:`this section in the language
1900    reference <membership-test-details>`.
1903 .. _sequence-methods:
1905 Additional methods for emulation of sequence types
1906 --------------------------------------------------
1908 The following optional methods can be defined to further emulate sequence
1909 objects.  Immutable sequences methods should at most only define
1910 :meth:`__getslice__`; mutable sequences might define all three methods.
1913 .. method:: object.__getslice__(self, i, j)
1915    .. deprecated:: 2.0
1916       Support slice objects as parameters to the :meth:`__getitem__` method.
1917       (However, built-in types in CPython currently still implement
1918       :meth:`__getslice__`.  Therefore, you have to override it in derived
1919       classes when implementing slicing.)
1921    Called to implement evaluation of ``self[i:j]``. The returned object should be
1922    of the same type as *self*.  Note that missing *i* or *j* in the slice
1923    expression are replaced by zero or ``sys.maxint``, respectively.  If negative
1924    indexes are used in the slice, the length of the sequence is added to that
1925    index. If the instance does not implement the :meth:`__len__` method, an
1926    :exc:`AttributeError` is raised. No guarantee is made that indexes adjusted this
1927    way are not still negative.  Indexes which are greater than the length of the
1928    sequence are not modified. If no :meth:`__getslice__` is found, a slice object
1929    is created instead, and passed to :meth:`__getitem__` instead.
1932 .. method:: object.__setslice__(self, i, j, sequence)
1934    Called to implement assignment to ``self[i:j]``. Same notes for *i* and *j* as
1935    for :meth:`__getslice__`.
1937    This method is deprecated. If no :meth:`__setslice__` is found, or for extended
1938    slicing of the form ``self[i:j:k]``, a slice object is created, and passed to
1939    :meth:`__setitem__`, instead of :meth:`__setslice__` being called.
1942 .. method:: object.__delslice__(self, i, j)
1944    Called to implement deletion of ``self[i:j]``. Same notes for *i* and *j* as for
1945    :meth:`__getslice__`. This method is deprecated. If no :meth:`__delslice__` is
1946    found, or for extended slicing of the form ``self[i:j:k]``, a slice object is
1947    created, and passed to :meth:`__delitem__`, instead of :meth:`__delslice__`
1948    being called.
1950 Notice that these methods are only invoked when a single slice with a single
1951 colon is used, and the slice method is available.  For slice operations
1952 involving extended slice notation, or in absence of the slice methods,
1953 :meth:`__getitem__`, :meth:`__setitem__` or :meth:`__delitem__` is called with a
1954 slice object as argument.
1956 The following example demonstrate how to make your program or module compatible
1957 with earlier versions of Python (assuming that methods :meth:`__getitem__`,
1958 :meth:`__setitem__` and :meth:`__delitem__` support slice objects as
1959 arguments)::
1961    class MyClass:
1962        ...
1963        def __getitem__(self, index):
1964            ...
1965        def __setitem__(self, index, value):
1966            ...
1967        def __delitem__(self, index):
1968            ...
1970        if sys.version_info < (2, 0):
1971            # They won't be defined if version is at least 2.0 final
1973            def __getslice__(self, i, j):
1974                return self[max(0, i):max(0, j):]
1975            def __setslice__(self, i, j, seq):
1976                self[max(0, i):max(0, j):] = seq
1977            def __delslice__(self, i, j):
1978                del self[max(0, i):max(0, j):]
1979        ...
1981 Note the calls to :func:`max`; these are necessary because of the handling of
1982 negative indices before the :meth:`__\*slice__` methods are called.  When
1983 negative indexes are used, the :meth:`__\*item__` methods receive them as
1984 provided, but the :meth:`__\*slice__` methods get a "cooked" form of the index
1985 values.  For each negative index value, the length of the sequence is added to
1986 the index before calling the method (which may still result in a negative
1987 index); this is the customary handling of negative indexes by the built-in
1988 sequence types, and the :meth:`__\*item__` methods are expected to do this as
1989 well.  However, since they should already be doing that, negative indexes cannot
1990 be passed in; they must be constrained to the bounds of the sequence before
1991 being passed to the :meth:`__\*item__` methods. Calling ``max(0, i)``
1992 conveniently returns the proper value.
1995 .. _numeric-types:
1997 Emulating numeric types
1998 -----------------------
2000 The following methods can be defined to emulate numeric objects. Methods
2001 corresponding to operations that are not supported by the particular kind of
2002 number implemented (e.g., bitwise operations for non-integral numbers) should be
2003 left undefined.
2006 .. method:: object.__add__(self, other)
2007             object.__sub__(self, other)
2008             object.__mul__(self, other)
2009             object.__floordiv__(self, other)
2010             object.__mod__(self, other)
2011             object.__divmod__(self, other)
2012             object.__pow__(self, other[, modulo])
2013             object.__lshift__(self, other)
2014             object.__rshift__(self, other)
2015             object.__and__(self, other)
2016             object.__xor__(self, other)
2017             object.__or__(self, other)
2019    .. index::
2020       builtin: divmod
2021       builtin: pow
2022       builtin: pow
2024    These methods are called to implement the binary arithmetic operations (``+``,
2025    ``-``, ``*``, ``//``, ``%``, :func:`divmod`, :func:`pow`, ``**``, ``<<``,
2026    ``>>``, ``&``, ``^``, ``|``).  For instance, to evaluate the expression
2027    ``x + y``, where *x* is an instance of a class that has an :meth:`__add__`
2028    method, ``x.__add__(y)`` is called.  The :meth:`__divmod__` method should be the
2029    equivalent to using :meth:`__floordiv__` and :meth:`__mod__`; it should not be
2030    related to :meth:`__truediv__` (described below).  Note that :meth:`__pow__`
2031    should be defined to accept an optional third argument if the ternary version of
2032    the built-in :func:`pow` function is to be supported.
2034    If one of those methods does not support the operation with the supplied
2035    arguments, it should return ``NotImplemented``.
2038 .. method:: object.__div__(self, other)
2039             object.__truediv__(self, other)
2041    The division operator (``/``) is implemented by these methods.  The
2042    :meth:`__truediv__` method is used when ``__future__.division`` is in effect,
2043    otherwise :meth:`__div__` is used.  If only one of these two methods is defined,
2044    the object will not support division in the alternate context; :exc:`TypeError`
2045    will be raised instead.
2048 .. method:: object.__radd__(self, other)
2049             object.__rsub__(self, other)
2050             object.__rmul__(self, other)
2051             object.__rdiv__(self, other)
2052             object.__rtruediv__(self, other)
2053             object.__rfloordiv__(self, other)
2054             object.__rmod__(self, other)
2055             object.__rdivmod__(self, other)
2056             object.__rpow__(self, other)
2057             object.__rlshift__(self, other)
2058             object.__rrshift__(self, other)
2059             object.__rand__(self, other)
2060             object.__rxor__(self, other)
2061             object.__ror__(self, other)
2063    .. index::
2064       builtin: divmod
2065       builtin: pow
2067    These methods are called to implement the binary arithmetic operations (``+``,
2068    ``-``, ``*``, ``/``, ``%``, :func:`divmod`, :func:`pow`, ``**``, ``<<``, ``>>``,
2069    ``&``, ``^``, ``|``) with reflected (swapped) operands.  These functions are
2070    only called if the left operand does not support the corresponding operation and
2071    the operands are of different types. [#]_ For instance, to evaluate the
2072    expression ``x - y``, where *y* is an instance of a class that has an
2073    :meth:`__rsub__` method, ``y.__rsub__(x)`` is called if ``x.__sub__(y)`` returns
2074    *NotImplemented*.
2076    .. index:: builtin: pow
2078    Note that ternary :func:`pow` will not try calling :meth:`__rpow__` (the
2079    coercion rules would become too complicated).
2081    .. note::
2083       If the right operand's type is a subclass of the left operand's type and that
2084       subclass provides the reflected method for the operation, this method will be
2085       called before the left operand's non-reflected method.  This behavior allows
2086       subclasses to override their ancestors' operations.
2089 .. method:: object.__iadd__(self, other)
2090             object.__isub__(self, other)
2091             object.__imul__(self, other)
2092             object.__idiv__(self, other)
2093             object.__itruediv__(self, other)
2094             object.__ifloordiv__(self, other)
2095             object.__imod__(self, other)
2096             object.__ipow__(self, other[, modulo])
2097             object.__ilshift__(self, other)
2098             object.__irshift__(self, other)
2099             object.__iand__(self, other)
2100             object.__ixor__(self, other)
2101             object.__ior__(self, other)
2103    These methods are called to implement the augmented arithmetic assignments
2104    (``+=``, ``-=``, ``*=``, ``/=``, ``//=``, ``%=``, ``**=``, ``<<=``, ``>>=``,
2105    ``&=``, ``^=``, ``|=``).  These methods should attempt to do the operation
2106    in-place (modifying *self*) and return the result (which could be, but does
2107    not have to be, *self*).  If a specific method is not defined, the augmented
2108    assignment falls back to the normal methods.  For instance, to execute the
2109    statement ``x += y``, where *x* is an instance of a class that has an
2110    :meth:`__iadd__` method, ``x.__iadd__(y)`` is called.  If *x* is an instance
2111    of a class that does not define a :meth:`__iadd__` method, ``x.__add__(y)``
2112    and ``y.__radd__(x)`` are considered, as with the evaluation of ``x + y``.
2115 .. method:: object.__neg__(self)
2116             object.__pos__(self)
2117             object.__abs__(self)
2118             object.__invert__(self)
2120    .. index:: builtin: abs
2122    Called to implement the unary arithmetic operations (``-``, ``+``, :func:`abs`
2123    and ``~``).
2126 .. method:: object.__complex__(self)
2127             object.__int__(self)
2128             object.__long__(self)
2129             object.__float__(self)
2131    .. index::
2132       builtin: complex
2133       builtin: int
2134       builtin: long
2135       builtin: float
2137    Called to implement the built-in functions :func:`complex`, :func:`int`,
2138    :func:`long`, and :func:`float`.  Should return a value of the appropriate type.
2141 .. method:: object.__oct__(self)
2142             object.__hex__(self)
2144    .. index::
2145       builtin: oct
2146       builtin: hex
2148    Called to implement the built-in functions :func:`oct` and :func:`hex`.  Should
2149    return a string value.
2152 .. method:: object.__index__(self)
2154    Called to implement :func:`operator.index`.  Also called whenever Python needs
2155    an integer object (such as in slicing).  Must return an integer (int or long).
2157    .. versionadded:: 2.5
2160 .. method:: object.__coerce__(self, other)
2162    Called to implement "mixed-mode" numeric arithmetic.  Should either return a
2163    2-tuple containing *self* and *other* converted to a common numeric type, or
2164    ``None`` if conversion is impossible.  When the common type would be the type of
2165    ``other``, it is sufficient to return ``None``, since the interpreter will also
2166    ask the other object to attempt a coercion (but sometimes, if the implementation
2167    of the other type cannot be changed, it is useful to do the conversion to the
2168    other type here).  A return value of ``NotImplemented`` is equivalent to
2169    returning ``None``.
2172 .. _coercion-rules:
2174 Coercion rules
2175 --------------
2177 This section used to document the rules for coercion.  As the language has
2178 evolved, the coercion rules have become hard to document precisely; documenting
2179 what one version of one particular implementation does is undesirable.  Instead,
2180 here are some informal guidelines regarding coercion.  In Python 3.0, coercion
2181 will not be supported.
2185   If the left operand of a % operator is a string or Unicode object, no coercion
2186   takes place and the string formatting operation is invoked instead.
2190   It is no longer recommended to define a coercion operation. Mixed-mode
2191   operations on types that don't define coercion pass the original arguments to
2192   the operation.
2196   New-style classes (those derived from :class:`object`) never invoke the
2197   :meth:`__coerce__` method in response to a binary operator; the only time
2198   :meth:`__coerce__` is invoked is when the built-in function :func:`coerce` is
2199   called.
2203   For most intents and purposes, an operator that returns ``NotImplemented`` is
2204   treated the same as one that is not implemented at all.
2208   Below, :meth:`__op__` and :meth:`__rop__` are used to signify the generic method
2209   names corresponding to an operator; :meth:`__iop__` is used for the
2210   corresponding in-place operator.  For example, for the operator '``+``',
2211   :meth:`__add__` and :meth:`__radd__` are used for the left and right variant of
2212   the binary operator, and :meth:`__iadd__` for the in-place variant.
2216   For objects *x* and *y*, first ``x.__op__(y)`` is tried.  If this is not
2217   implemented or returns ``NotImplemented``, ``y.__rop__(x)`` is tried.  If this
2218   is also not implemented or returns ``NotImplemented``, a :exc:`TypeError`
2219   exception is raised.  But see the following exception:
2223   Exception to the previous item: if the left operand is an instance of a built-in
2224   type or a new-style class, and the right operand is an instance of a proper
2225   subclass of that type or class and overrides the base's :meth:`__rop__` method,
2226   the right operand's :meth:`__rop__` method is tried *before* the left operand's
2227   :meth:`__op__` method.
2229   This is done so that a subclass can completely override binary operators.
2230   Otherwise, the left operand's :meth:`__op__` method would always accept the
2231   right operand: when an instance of a given class is expected, an instance of a
2232   subclass of that class is always acceptable.
2236   When either operand type defines a coercion, this coercion is called before that
2237   type's :meth:`__op__` or :meth:`__rop__` method is called, but no sooner.  If
2238   the coercion returns an object of a different type for the operand whose
2239   coercion is invoked, part of the process is redone using the new object.
2243   When an in-place operator (like '``+=``') is used, if the left operand
2244   implements :meth:`__iop__`, it is invoked without any coercion.  When the
2245   operation falls back to :meth:`__op__` and/or :meth:`__rop__`, the normal
2246   coercion rules apply.
2250   In ``x + y``, if *x* is a sequence that implements sequence concatenation,
2251   sequence concatenation is invoked.
2255   In ``x * y``, if one operator is a sequence that implements sequence
2256   repetition, and the other is an integer (:class:`int` or :class:`long`),
2257   sequence repetition is invoked.
2261   Rich comparisons (implemented by methods :meth:`__eq__` and so on) never use
2262   coercion.  Three-way comparison (implemented by :meth:`__cmp__`) does use
2263   coercion under the same conditions as other binary operations use it.
2267   In the current implementation, the built-in numeric types :class:`int`,
2268   :class:`long` and :class:`float` do not use coercion; the type :class:`complex`
2269   however does use coercion for binary operators and rich comparisons, despite
2270   the above rules.  The difference can become apparent when subclassing these
2271   types.  Over time, the type :class:`complex` may be fixed to avoid coercion.
2272   All these types implement a :meth:`__coerce__` method, for use by the built-in
2273   :func:`coerce` function.
2276 .. _context-managers:
2278 With Statement Context Managers
2279 -------------------------------
2281 .. versionadded:: 2.5
2283 A :dfn:`context manager` is an object that defines the runtime context to be
2284 established when executing a :keyword:`with` statement. The context manager
2285 handles the entry into, and the exit from, the desired runtime context for the
2286 execution of the block of code.  Context managers are normally invoked using the
2287 :keyword:`with` statement (described in section :ref:`with`), but can also be
2288 used by directly invoking their methods.
2290 .. index::
2291    statement: with
2292    single: context manager
2294 Typical uses of context managers include saving and restoring various kinds of
2295 global state, locking and unlocking resources, closing opened files, etc.
2297 For more information on context managers, see :ref:`typecontextmanager`.
2300 .. method:: object.__enter__(self)
2302    Enter the runtime context related to this object. The :keyword:`with` statement
2303    will bind this method's return value to the target(s) specified in the
2304    :keyword:`as` clause of the statement, if any.
2307 .. method:: object.__exit__(self, exc_type, exc_value, traceback)
2309    Exit the runtime context related to this object. The parameters describe the
2310    exception that caused the context to be exited. If the context was exited
2311    without an exception, all three arguments will be :const:`None`.
2313    If an exception is supplied, and the method wishes to suppress the exception
2314    (i.e., prevent it from being propagated), it should return a true value.
2315    Otherwise, the exception will be processed normally upon exit from this method.
2317    Note that :meth:`__exit__` methods should not reraise the passed-in exception;
2318    this is the caller's responsibility.
2321 .. seealso::
2323    :pep:`0343` - The "with" statement
2324       The specification, background, and examples for the Python :keyword:`with`
2325       statement.
2328 .. _old-style-special-lookup:
2330 Special method lookup for old-style classes
2331 -------------------------------------------
2333 For old-style classes, special methods are always looked up in exactly the
2334 same way as any other method or attribute. This is the case regardless of
2335 whether the method is being looked up explicitly as in ``x.__getitem__(i)``
2336 or implicitly as in ``x[i]``.
2338 This behaviour means that special methods may exhibit different behaviour
2339 for different instances of a single old-style class if the appropriate
2340 special attributes are set differently::
2342    >>> class C:
2343    ...     pass
2344    ...
2345    >>> c1 = C()
2346    >>> c2 = C()
2347    >>> c1.__len__ = lambda: 5
2348    >>> c2.__len__ = lambda: 9
2349    >>> len(c1)
2350    5
2351    >>> len(c2)
2352    9
2355 .. _new-style-special-lookup:
2357 Special method lookup for new-style classes
2358 -------------------------------------------
2360 For new-style classes, implicit invocations of special methods are only guaranteed
2361 to work correctly if defined on an object's type, not in the object's instance
2362 dictionary.  That behaviour is the reason why the following code raises an
2363 exception (unlike the equivalent example with old-style classes)::
2365    >>> class C(object):
2366    ...     pass
2367    ...
2368    >>> c = C()
2369    >>> c.__len__ = lambda: 5
2370    >>> len(c)
2371    Traceback (most recent call last):
2372      File "<stdin>", line 1, in <module>
2373    TypeError: object of type 'C' has no len()
2375 The rationale behind this behaviour lies with a number of special methods such
2376 as :meth:`__hash__` and :meth:`__repr__` that are implemented by all objects,
2377 including type objects. If the implicit lookup of these methods used the
2378 conventional lookup process, they would fail when invoked on the type object
2379 itself::
2381    >>> 1 .__hash__() == hash(1)
2382    True
2383    >>> int.__hash__() == hash(int)
2384    Traceback (most recent call last):
2385      File "<stdin>", line 1, in <module>
2386    TypeError: descriptor '__hash__' of 'int' object needs an argument
2388 Incorrectly attempting to invoke an unbound method of a class in this way is
2389 sometimes referred to as 'metaclass confusion', and is avoided by bypassing
2390 the instance when looking up special methods::
2392    >>> type(1).__hash__(1) == hash(1)
2393    True
2394    >>> type(int).__hash__(int) == hash(int)
2395    True
2397 In addition to bypassing any instance attributes in the interest of
2398 correctness, implicit special method lookup generally also bypasses the
2399 :meth:`__getattribute__` method even of the object's metaclass::
2401    >>> class Meta(type):
2402    ...    def __getattribute__(*args):
2403    ...       print "Metaclass getattribute invoked"
2404    ...       return type.__getattribute__(*args)
2405    ...
2406    >>> class C(object):
2407    ...     __metaclass__ = Meta
2408    ...     def __len__(self):
2409    ...         return 10
2410    ...     def __getattribute__(*args):
2411    ...         print "Class getattribute invoked"
2412    ...         return object.__getattribute__(*args)
2413    ...
2414    >>> c = C()
2415    >>> c.__len__()                 # Explicit lookup via instance
2416    Class getattribute invoked
2417    10
2418    >>> type(c).__len__(c)          # Explicit lookup via type
2419    Metaclass getattribute invoked
2420    10
2421    >>> len(c)                      # Implicit lookup
2422    10
2424 Bypassing the :meth:`__getattribute__` machinery in this fashion
2425 provides significant scope for speed optimisations within the
2426 interpreter, at the cost of some flexibility in the handling of
2427 special methods (the special method *must* be set on the class
2428 object itself in order to be consistently invoked by the interpreter).
2431 .. rubric:: Footnotes
2433 .. [#] It *is* possible in some cases to change an object's type, under certain
2434    controlled conditions. It generally isn't a good idea though, since it can
2435    lead to some very strange behaviour if it is handled incorrectly.
2437 .. [#] A descriptor can define any combination of :meth:`__get__`,
2438    :meth:`__set__` and :meth:`__delete__`.  If it does not define :meth:`__get__`,
2439    then accessing the attribute even on an instance will return the descriptor
2440    object itself.  If the descriptor defines :meth:`__set__` and/or
2441    :meth:`__delete__`, it is a data descriptor; if it defines neither, it is a
2442    non-data descriptor.
2444 .. [#] For operands of the same type, it is assumed that if the non-reflected method
2445    (such as :meth:`__add__`) fails the operation is not supported, which is why the
2446    reflected method is not called.