Sobrecarga de operadores en Python

En la Programación Orientada a Objetos, la sobrecarga se refiere a la posibilidad de contar con dos o mas funciones con el mismo nombre pero con comportamiento diferentes. La sobrecarga de operadores trata básicamente de lo mismo, solo que en el ámbito de los operadores (+, -, *, /, etc).

¿Cuál es la ventaja de contar con esta característica? Para responder esta pregunta deseo mostrarles el siguiente código Java:

/*
 * Supongamos que la clase Matriz existe y que su constructor genera un arreglo
 * bidimensional de enteros, relleno de ceros, es decir, para toda celda de la 
 * matriz, matriz[i][j] == 0
 */

Matriz mi_matriz = Matriz(10, 20);
Matriz otra_matriz = Matriz(10, 20);

/*
 * Para sumar nuestras matrices, tendríamos que invocar al método del objeto
 * de tipo Matriz llamado Sumar
 */

Todo bien, pero ¿Y si pudiéramos utilizar el símbolo suma (+) para realizar la última línea del código anterior? ¿No sería eso genial? Pues, de eso se trata la sobrecarga de operadores y ahora les mostraré como hacerlo en Python.

Sobrecarga de operadores - Código de ejemplo

class Matriz(object):
   def __init__(self, numero_filas, numero_columnas):
      self.numero_filas = numero_filas

      self.numero_columnas = numero_columnas

      self.arreglo = [[0] * numero_columnas for i in range(numero_filas)]

   def __add__(self, matriz):
      resultado = Matriz(self.numero_filas, self.numero_columnas)

      for i in xrange(self.numero_filas):
         for j in xrange(self.numero_columnas):
            resultado.arreglo[i][j] = self.arreglo[i][j] + matriz.arreglo[i][j]

      return resultado

# --------------------------------------------------- Main

# Instanciamos nuestras matrices
mi_matriz = Matriz(2, 3)

otra_matriz = Matriz(2, 3)
# Y las sumamos
matriz_suma = mi_matriz + otra_matriz

Funciones y Métodos especiales en Python

Existen ciertas funciones y métodos que son tratados de manera especial por el intérprete de Python, éstos pueden ser fácilmente reconocidos por comenzar y terminar con dos (2) underscore (o piso, tal y como le dicen en mi país, Venezuela).

__nombre_funcion__

En el código de ejemplo se puede apreciar que la clase Matriz posee dos métodos especiales: __init__ y __add__. El método __init__ es el constructor de la clase y como todo constructor, éste es llamado al momento de instanciar un objeto.

variable = Clase() # El método __init__ es invocado de forma implícita

El método __add__, tal y como adivinaron, es el que hace posible la sobrecarga del operador suma. Para Python, la expresión

objeto1 + objeto2

es equivalente a la sentencia

objeto1.__add__(objeto2)

Ésto es valido para el resto de los operadores, __mul__ para la multiplicación, __div__ para la divición, __pow__ para la potenciación, etc.

Para que el código fuese sencillo, he omitido intencionalmente verificar si las dimensiones de las matrices a sumar coinciden. Si así lo desean pueden hacer ésto a modo de ejercicio.