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Python dataclass(數(shù)據(jù)類)簡(jiǎn)介

Python 在版本 3.7 (PEP 557) 中引入了dataclass。dataclass允許你用更少的代碼和更多的開箱即用功能來定義類。

下面定義了一個(gè)具有兩個(gè)實(shí)例屬性 name 和 age 的常規(guī) Person 類：

class Person:

   def __init__(self, name, age):

       self.name = name

       self.age = age

這個(gè) Person 類具有初始化 name 和 age 屬性的__init__ 方法。

如果你想要一個(gè) Person 對(duì)象的字符串表示，你需要實(shí)現(xiàn)__str__ 或 __repr__方法。另外，如果要通過屬性比較 Person 類的兩個(gè)實(shí)例，則需要實(shí)現(xiàn)__eq__方法。

但是，如果你使用數(shù)據(jù)類，你將擁有所有這些功能（甚至更多），而無需實(shí)現(xiàn)這些 dunder 方法。

要使 Person 類成為數(shù)據(jù)類，請(qǐng)執(zhí)行以下步驟：

首先，從 dataclasses 模塊導(dǎo)入 dataclass 裝飾器：

from dataclasses import dataclass

其次，用 dataclass 裝飾器裝飾 Person 類并聲明屬性：

@dataclass
class Person:
   name: str
   age: int

在這個(gè)例子中，Person 類有兩個(gè)屬性 name 類型為 str 和 age 類型為 int, 這樣@dataclass 裝飾器隱式創(chuàng)建__init__方法，如下所示：

def __init__(name: str, age: int)

請(qǐng)注意，類中聲明的屬性的順序?qū)Q定__init__ 方法中參數(shù)的順序。

你可以創(chuàng)建 Person 的對(duì)象：

p1 = Person('John', 25)

當(dāng)打印出 Person 的對(duì)象時(shí)，你會(huì)得到一個(gè)可讀的格式：

print(p1)

輸出：

Person(name='John', age=25)

此外，如果你比較兩個(gè)具有相同屬性值的 Person 對(duì)象，它將返回 True。例如：

p1 = Person('John', 25)
p2 = Person('John', 25)
print(p1 == p2)

輸出

True

下面討論數(shù)據(jù)類提供的其他功能。

默認(rèn)值

使用常規(guī)類時(shí)，你可以定義屬性的默認(rèn)值。例如，以下 Person 類的 iq 參數(shù)的默認(rèn)值為 100。

class Person:
    def __init__(self, name, age, iq=100):
        self.name = name
        self.age = age
        self.iq = iq

要為數(shù)據(jù)類中的屬性定義默認(rèn)值，請(qǐng)將其分配給屬性，如下所示：

from dataclasses import dataclass
@dataclass
class Person:
    name: str
    age: int
    iq: int = 100
print(Person('John Doe', 25))

與參數(shù)規(guī)則一樣，具有默認(rèn)值的屬性必須出現(xiàn)在沒有默認(rèn)值的屬性之后。因此，以下代碼將不起作用：

from dataclasses import dataclass
@dataclass
class Person:
    iq: int = 100
    name: str
    age: int

轉(zhuǎn)換為元組或字典

dataclasses 模塊具有 astuple() 和 asdict() 函數(shù)，它們將數(shù)據(jù)類的實(shí)例轉(zhuǎn)換為元組和字典。例如：

from dataclasses import dataclass, astuple, asdict
@dataclass
class Person:
    name: str
    age: int
    iq: int = 100
p = Person('John Doe', 25)
print(astuple(p))
print(asdict(p))

輸出：

('John Doe', 25, 100)
{'name': 'John Doe', 'age': 25, 'iq': 100}

創(chuàng)建不可變對(duì)象

要從數(shù)據(jù)類創(chuàng)建只讀對(duì)象，可以將數(shù)據(jù)類裝飾器的凍結(jié)參數(shù)設(shè)置為 True。例如：

from dataclasses import dataclass, astuple, asdict
@dataclass(frozen=True)
class Person:
    name: str
    age: int
    iq: int = 100

如果你在創(chuàng)建對(duì)象后嘗試更改其屬性，則會(huì)收到錯(cuò)誤消息。例如：

p = Person('Jane Doe', 25)
p.iq = 120

錯(cuò)誤信息:

dataclasses.FrozenInstanceError: cannot assign to field 'iq'

自定義屬性行為

如果不想在 __init__ 方法中初始化屬性，可以使用 dataclasses 模塊中的 field() 函數(shù)。

以下示例定義了使用 __init__方法初始化的 can_vote 屬性：

from dataclasses import dataclass, field
class Person:
    name: str
    age: int
    iq: int = 100
    can_vote: bool = field(init=False)

field() 函數(shù)有多個(gè)有趣的參數(shù)，例如 repr、hash、compare 和 metadata。

如果要初始化一個(gè)依賴于另一個(gè)屬性值的屬性，可以使用__post_init__ 方法。顧名思義，Python 在 __init__方法之后調(diào)用 __post_init__ 方法。

下面使用__post_init__ 方法根據(jù) age 屬性初始化 can_vote 屬性：

from dataclasses import dataclass, field
@dataclass
class Person:
    name: str
    age: int
    iq: int = 100
    can_vote: bool = field(init=False)
    def __post_init__(self):
        print('called __post_init__ method')
        self.can_vote = 18 <= self.age <= 70
p = Person('Jane Doe', 25)
print(p)

輸出：

called the __post_init__ method
Person(name='Jane Doe', age=25, iq=100, can_vote=True)

對(duì)對(duì)象進(jìn)行排序

默認(rèn)情況下，數(shù)據(jù)類實(shí)現(xiàn) __eq__方法。

要允許不同類型的比較，如__lt__、__lte__、__gt__、__gte__，你可以將 @dataclass 裝飾器的 order 參數(shù)設(shè)置為 True：

@dataclass(order=True)

通過這樣做，數(shù)據(jù)類將按每個(gè)字段對(duì)對(duì)象進(jìn)行排序，直到找到不相等的值。

在實(shí)踐中，你經(jīng)常希望通過特定屬性而不是所有屬性來比較對(duì)象。為此，你需要定義一個(gè)名為 sort_index 的字段并將其值設(shè)置為要排序的屬性。

例如，假設(shè)你有一個(gè) Person 對(duì)象列表，并希望按年齡對(duì)它們進(jìn)行排序：

members = [
    Person('John', 25),
    Person('Bob', 35),
    Person('Alice', 30)
]

因?yàn)?，需要?

• 首先，將 order=True 參數(shù)傳遞給 @dataclass 裝飾器。
• 其次，定義 sort_index 屬性并將其 init 參數(shù)設(shè)置為 False。
•  第三，在 __post_init__方法中將 sort_index 設(shè)置為 age 屬性，以按年齡對(duì) Person 的對(duì)象進(jìn)行排序。

from dataclasses import dataclass, field
@dataclass(order=True)
class Person:
    sort_index: int = field(init=False, repr=False)
    name: str
    age: int
    iq: int = 100
    can_vote: bool = field(init=False)
    def __post_init__(self):
        self.can_vote = 18 <= self.age <= 70
        # sort by age
        self.sort_index = self.age
members = [
    Person(name='John', age=25),
    Person(name='Bob', age=35),
    Person(name='Alice', age=30)
]
sorted_members = sorted(members)
for member in sorted_members:
    print(f'{member.name}(age={member.age})')

輸出：

John(age=25)
Alice(age=30)
Bob(age=35)

總結(jié)

• 使用 dataclasses 模塊中的 @dataclass 裝飾器使類成為數(shù)據(jù)類。數(shù)據(jù)類對(duì)象默認(rèn)實(shí)現(xiàn)__eq__和__str__。
• 使用 astuple() 和 asdict() 函數(shù)將數(shù)據(jù)類的對(duì)象轉(zhuǎn)換為元組和字典。
• 使用 freeze=True 定義一個(gè)對(duì)象不可變的類。
• 使用 __post_init__ 方法初始化依賴于其他屬性的屬性。
• 使用 sort_index 指定數(shù)據(jù)類對(duì)象的排序?qū)傩浴?/li>

本文題目：一文帶你了解什么是DataClass？
文章網(wǎng)址：http://www.dlmjj.cn/article/dpccose.html