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
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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