五、自定义容器(Container)

经过之前编章的介绍,我们知道在 Python 中,常见的容器类型有: dict, tuple, list, string。其中也提到过可容器和不可变容器的概念。其中 tuple, string 是不可变容器,dict, list 是可变容器。 可变容器和不可变容器的区别在于,不可变容器一旦赋值后,不可对其中的某个元素进行修改。当然具体的介绍,可以看回之前的文章,有图文介绍。

那么这里先提出一个问题,这些数据结构就够我们开发使用吗?不够的时候,或者说有些特殊的需求不能单单只使用这些基本的容器解决的时候,该怎么办呢?

这个时候就需要自定义容器了,那么具体我们该怎么做呢?

功能 说明
自定义不可变容器类型 需要定义 __len____getitem__ 方法
自定义可变类型容器 在不可变容器类型的基础上增加定义 __setitem____delitem__
自定义的数据类型需要迭代 需定义 __iter__
返回自定义容器的长度 需实现 __len__(self)
自定义容器可以调用 self[key] ,如果 key 类型错误,抛出TypeError ,如果没法返回key对应的数值时,该方法应该抛出ValueError 需要实现 __getitem__(self, key)
当执行 self[key] = value 调用是 __setitem__(self, key, value)这个方法
当执行 del self[key] 方法 其实调用的方法是 __delitem__(self, key)
当你想你的容器可以执行 for x in container: 或者使用 iter(container) 需要实现 __iter__(self) ,该方法返回的是一个迭代器

来看一下使用上面魔术方法实现 Haskell 语言中的一个数据结构:

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: UTF-8 -*-

class FunctionalList:
    ''' 实现了内置类型list的功能,并丰富了一些其他方法: head, tail, init, last, drop, take'''

    def __init__(self, values=None):
        if values is None:
            self.values = []
        else:
            self.values = values

    def __len__(self):
        return len(self.values)

    def __getitem__(self, key):
        return self.values[key]

    def __setitem__(self, key, value):
        self.values[key] = value

    def __delitem__(self, key):
        del self.values[key]

    def __iter__(self):
        return iter(self.values)

    def __reversed__(self):
        return FunctionalList(reversed(self.values))

    def append(self, value):
        self.values.append(value)

    def head(self):
        # 获取第一个元素
        return self.values[0]

    def tail(self):
        # 获取第一个元素之后的所有元素
        return self.values[1:]

    def init(self):
        # 获取最后一个元素之前的所有元素
        return self.values[:-1]

    def last(self):
        # 获取最后一个元素
        return self.values[-1]

    def drop(self, n):
        # 获取所有元素,除了前N个
        return self.values[n:]

    def take(self, n):
        # 获取前N个元素
        return self.values[:n]

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