Fluent Python -- Python Data Model

什么是 Python Data Model？

Python Data Model 为自定义的数据类型（通过 Class）提供与 Python 内建类型一致的接口。
实现方法是：在类中定义一些特殊的方法，比如 __add__() ；当开发者调用 len(object) 时，python 解析器将执行 object.__len__()

作用：使所有 Python 对象拥有一致的接口。
实现：通过特殊的语法 调用 对象中的特殊方法
例子：object[key] --> object.__getitem__(key)

__getitem__, __len__

目标：实现类的 __getitem__() 和 __len__() 方法

Python 特性补充

collections.namedtuple：可用于创建没有方法的对象

>>> import collections

# 坐标轴上的一点
>>> Point = collections.namedtuple('Point', ['x', 'y'])

>>> p1 = Point(5, 10)
>>> p2 = Point(x=50, y=100)

>>> repr(p1)
'Point(x=5, y=10)'

# 访问元组中的项
# 通过项名
>>> p1.x
5
>>> p1.y
10

# 通过索引
>>> p1[0]
5
>>> p1[1]
10

# 解包
>>> x, y = p1
>>> x
5
>>> y
10

>>> p1
Point(x=5, y=10)

namedtuple

# 根据字符串创建列表
>>> list("ABC")
['A', 'B', 'C']

>>> 'A B C'.split()
['A', 'B', 'C']

# 列表相加
>>> [1, 2, 3]+list("ABC")
[1, 2, 3, 'A', 'B', 'C']

例子：扑克牌

import collections

class FrenchDeck:
    '''一副扑克牌'''

    # 一张扑克牌
    # rank: 号码
    # suit: 花色
    Card = collections.namedtuple('Card', ['suit', 'rank'])

    suits = 'spades diamonds clubs hearts'.split()
    ranks = [i for i in range(2, 11)] + list('JQKA')

    def __init__(self):
        self._card = [self.Card(suit, rank)  for suit in self.suits
                                        for rank in self.ranks]

    def __len__(self):
        '''卡牌的数量（数组的长度'''
        return len(self._card)

    def __getitem__(self, positon):
        '''获取一张卡牌（数组中的一个元素）
            * 支持索引
            * 支持切分
            * 支持迭代
        '''
        return self._card[positon]

---

In [1]: import Poker

In [3]: poker = Poker.FrenchDeck()

In [4]: len(poker)
Out[4]: 52

In [5]: poker[1]
Out[5]: Card(suit='spades', rank=3)

In [6]: poker[0]
Out[6]: Card(suit='spades', rank=2)

# 前3张牌
In [11]: poker[:3]
Out[11]:
[Card(suit='spades', rank=2),
 Card(suit='spades', rank=3),
 Card(suit='spades', rank=4)]

# 随机选取一张扑克牌
In [8]: import random

In [10]: random.choice(poker)
Out[10]: Card(suit='diamonds', rank='Q')

好处

• 拥有和 Python 内建类型一致的 API （len）
• 获得 Python 特性：切片，迭代
• 获得 Python 标准库支持：reversed, sorted, random.choice

注意

• 自己不要使用 __foo__ 的变量名，它们使保留给这些特殊方法/变量使用的
• 除了 直接调用父类的 __init__ 方法外，一般不直接调用这些特殊的方法，而是使用 len foo[0]

模拟数值计算

• + : __add__
• * : __mul__
• abs(): __abs__

当穿给 __add__ 的两个参数的类型不同时，其顺序要符合定义时的顺序；
或者可以使用 __radd__ 方法

布尔运算

bool(objct) 返回 True 或 False

当调用 bool() 时：

• python 解析器尝试调用对象的 __bool__ 方法
• __bool__ 未定义时，参数调用 __len__ 方法：0 为 False，其他为 True
• 如果 __bool__ 和 __len__ 都为定义，对象将永远被视为 True

字符串带表

• __repr__ : 用于 debug，代表一个对象。应尽可能地还原构造对象的样子，比如 Point(1, 2)
• __str__：用于展示给用户看，执行 print(object) 时调用此方法；若未实现该方法，会调用 __repr__
• 如果只实现一个方法，选择 __repr__