PyTips 0x17-Python 中的枚舉類型

yedf 發布于2019-07-25 10:17 / 1441人閱讀

摘要：中的枚舉類型枚舉類型可以看作是一種標簽或是一系列常量的集合，通常用于表示某些特定的有限集合，例如星期月份狀態等。

Python 中的枚舉類型

枚舉類型可以看作是一種標簽或是一系列常量的集合，通常用于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）里并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，如果只在局部范圍內用到了這樣的枚舉變量是沒有問題的，但問題在于它們都是可變的（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": 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，將標簽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復：

from enum import Enum, IntEnum, unique

try:
    @unique
    class WEEKDAY(Enum):
        MON = 1
        TUS = 2
        WEN = 3
        THU = 4
        FRI = 1
except 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），并且不可實例化，不可更改：

class Color(Enum):
    R = 0
    G = 1
    B = 2

try:
    Color.R = 2
except 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) # 不等于任何非本枚舉類的值

True
True
False
True
False

最后一點，由于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沖突：

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 中關于 Class 和 Metaclass 的黑魔法，又不知道如何入手，那么不妨閱讀一下 enum 的源碼，或者關注接下來后面幾篇的內容！

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