Python 中的枚舉類型

2019-10-30   科技i關注

枚舉類型可以看作是一種標籤或是一系列常量的集合,通常用於表示某些特定的有限集合,例如星期、月份、狀態等。Python 的原生類型(Built-in types)里並沒有專門的枚舉類型,但是我們可以通過很多方法來實現它,例如字典、類等:WEEKDAY = {

'MON': 1,

'TUS': 2,

'WEN': 3,

'THU': 4,

'FRI': 5

}

class Color:

RED = 0

GREEN = 1

BLUE = 2

上面兩種方法可以看做是簡單的枚舉類型的實現,如果只在局部範圍內用到了這樣的枚舉變量是沒有問題的,但問題在於它們都是可變的(mutable),也就是說可以在其它地方被修改從而影響其正常使用:

WEEKDAY['MON'] = WEEKDAY['FRI']print(WEEKDAY)

{'FRI': 5, 'TUS':

{'FRI': 5, 'TUS': 2, 'MON': 5, 'WEN': 3, 'THU': 4}

通過類定義的枚舉甚至可以實例化,變得不倫不類:

c = Color()

print(c.RED)

Color.RED = 2

print(c.RED)

0

2

當然也可以使用不可變類型(immutable),例如元組,但是這樣就失去了枚舉類型的本意,將標籤退化為無意義的變量:

COLOR = ('R', 'G', 'B')

print(COLOR[0], COLOR[1], COLOR[2])

R G B

為了提供更好的解決方案,Python 通過 PEP 435 在 3.4 版本中添加了 enum 標準庫,3.4 之前的版本也可以通過 pip install enum 下載兼容支持的庫。enum 提供了 Enum/IntEnum/unique 三個工具,用法也非常簡單,可以通過繼承 Enum/IntEnum 定義枚舉類型,其中 IntEnum 限定枚舉成員必須為(或可以轉化為)整數類型,而 unique 方法可以作為修飾器限定枚舉成員的值不可重複:

from enum import Enum, IntEnum, uniquetry: @unique

class WEEKDAY(Enum):

MON = 1

TUS = 2

WEN = 3

THU = 4

FRI = 1except ValueError as e:

print(e)

duplicate values found in : FRI -> MON

try: class Color(IntEnum):

RED = 0

GREEN = 1

BLUE = 'b'except ValueError as e:

print(e)

invalid literal for int() with base 10: 'b'

更有趣的是 Enum 的成員均為單例(Singleton),並且不可實例化,不可更改:

class Color(Enum):

R = 0

G = 1

B = 2

try:

Color.R = 2except AttributeError as e:

print(e)

Cannot reassign members.

雖然不可實例化,但可以將枚舉成員賦值給變量:

red = Color(0)

green = Color(1)

blue = Color(2)

print(red, green, blue)

Color.R Color.G Color.B

也可以進行比較判斷:

print(red is Color.R)

print(red == Color.R)

print(red is blue)

print(green != Color.B)

print(red == 0) # 不等於任何非本枚舉類的值

True

True

False

True

False

最後一點,由於枚舉成員本身也是枚舉類型,因此也可以通過枚舉成員找到其它成員:

print(red.B)

print(red.B.G.R)

Color.B

Color.R

但是要謹慎使用這一特性,因為可能與成員原有的命名空間中的名稱相衝突:

print(red.name, ':', red.value)

class Attr(Enum):

name = 'NAME'

value = 'VALUE'

print(Attr.name.value, Attr.value.name)

R : 0

NAME value

總結

enum 模塊的用法很簡單,功能也很明確,但是其實現方式卻非常值得學習。如果你想更深入了解更多 Python 中關於 Class 和 Metaclass 的黑魔法,又不知道如何入手,那麼不妨閱讀一下 enum 的源碼,或者關注接下來後面幾篇的內容!

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