Python 如何支持记录类型？ （即可变的命名元组）

Question

为什么 Python 本身不支持记录类型？这是一个有一个可变版本的namedtuple 的问题。

我可以使用namedtuple._replace。但我需要将这些记录放在一个集合中，并且由于 namedtuple._replace 创建另一个实例，我还需要修改很快就会变得混乱的集合。

背景： 我有一个设备，我需要通过 TCP/IP 轮询来获取其属性。即它的表示是一个可变对象。

我有一组需要轮询的设备。

我需要使用 PyQt 迭代显示其属性的对象。我知道我可以添加特殊方法，例如 __getitem__ 和 __iter__ ，但我想知道是否有更简单的方法。

我更喜欢其属性是固定的（就像它们在我的设备中一样）但可变的类型。

Answer 1

Python ≥3.3

可以使用 types.SimpleNamespace ：

>>> import types
>>> r= types.SimpleNamespace()
>>> r.attribute1= "hello"
>>> r.attribute2= "there"
>>> r.attribute3= 3.14

dir(r)将为您提供属性名称（当然，过滤掉所有.startswith("__")）。

Python <3.3

您可以使用如下内容：

class Record(object):
    __slots__= "attribute1", "attribute2", "attribute3",

    def items(self):
        "dict style items"
        return [
            (field_name, getattr(self, field_name))
            for field_name in self.__slots__]

    def __iter__(self):
        "iterate over fields tuple/list style"
        for field_name in self.__slots__:
            yield getattr(self, field_name)

    def __getitem__(self, index):
        "tuple/list style getitem"
        return getattr(self, self.__slots__[index])

>>> r= Record()
>>> r.attribute1= "hello"
>>> r.attribute2= "there"
>>> r.attribute3= 3.14

>>> print r.items()
[('attribute1', 'hello'), ('attribute2', 'there'), ('attribute3', 3.1400000000000001)]
>>> print tuple(r)
('hello', 'there', 3.1400000000000001)

请注意，提供的方法只是可能方法的示例。

Answer 2

有什么理由不能使用普通词典吗？在您的特定情况下，这些属性似乎没有特定的顺序。

或者，您也可以使用类实例（它具有很好的属性访问语法）。如果您希望避免为每个实例创建一个 __dict__，您可以使用 __slots__。

我还刚刚找到了一个“记录”配方，它被描述为可变的命名-元组。它们是使用类来实现的。

既然您说顺序对于您的场景很重要（并且您想要迭代所有属性），则 OrderedDict 似乎是正确的选择。这是 Python 2.7 起标准 collections 模块的一部分；互联网上还有其他的 Python 实现 2.7.

要添加属性样式访问，您可以像这样子类化它：

from collections import OrderedDict

class MutableNamedTuple(OrderedDict):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(MutableNamedTuple, self).__init__(*args, **kwargs)
        self._initialized = True
    
    def __getattr__(self, name):
        try:
            return self[name]
        except KeyError:
            raise AttributeError(name)
    
    def __setattr__(self, name, value):
        if hasattr(self, '_initialized'):
            super(MutableNamedTuple, self).__setitem__(name, value)
        else:
            super(MutableNamedTuple, self).__setattr__(name, value)
    

然后您可以执行以下操作：

>>> t = MutableNamedTuple()
>>> t.foo = u'Crazy camels!'
>>> t.bar = u'Yay, attribute access'
>>> t.foo
u'Crazy camels!'
>>> t.values()
[u'Crazy camels!', u'Yay, attribute access']

Answer 3

为了完整起见，Python 3.7 有 数据类，它们几乎都是记录。

>>> from dataclasses import dataclass
>>>
>>> @dataclass
... class MyRecord:
...     name: str
...     age: int = -1
...
>>> rec = MyRecord('me')
>>> rec.age = 127
>>> print(rec)
MyRecord(name='me', age=127)

attrs 第三方库为 Python 2 和 Python 3 提供了更多功能。如果需求更多地围绕您无法在本地保留的内容而不是专门仅使用 stdlib，那么供应商依赖项也没有什么问题。 dephell 有一个很好的帮手可以做到这一点。

Answer 4

这可以使用空类及其实例来完成，如下所示：

>>> class a(): pass
... 
>>> ainstance = a()
>>> ainstance.b = 'We want Moshiach Now'
>>> ainstance.b
'We want Moshiach Now'
>>> 

Answer 5

有一个类似于namedtuple但可变的库，称为recordtype。

包主页： http://pypi.python.org/pypi/recordtype

简单示例：

from recordtype import recordtype

Person = recordtype('Person', 'first_name last_name phone_number')
person1 = Person('Trent', 'Steele', '637-3049')
person1.last_name = 'Terrence';

print person1
# Person(first_name=Trent, last_name=Terrence, phone_number=637-3049)

简单默认值示例：

Basis = recordtype('Basis', [('x', 1), ('y', 0)])

迭代person1 的字段按顺序排列：

map(person1.__getattribute__, Person._fields)

Answer 6

此答案与另一个答案重复。
collections.namedtuple 有一个可变的替代方案 - recordclass。

它具有相同的 API 和最小的内存占用（实际上它也更快）。它支持作业。例如：

from recordclass import recordclass

Point = recordclass('Point', 'x y')

>>> p = Point(1, 2)
>>> p
Point(x=1, y=2)
>>> print(p.x, p.y)
1 2
>>> p.x += 2; p.y += 3; print(p)
Point(x=3, y=5)

有更完整的 示例（它还包括性能比较）。

Answer 7

在密切相关的 Existence of mutable named tuple in Python? 中，问题 13 测试用于比较 的 6 个可变替代方案命名元组。

最新namedlist 1.7 在 Python 2.7 和 Python 3.5 上通过了所有这些测试。这是一个纯 Python 实现。

根据这些测试，第二佳候选者是 recordclass，它是C 扩展。当然，是否首选 C 扩展取决于您的要求。

有关更多详细信息，尤其是测试的详细信息，请参阅 Python 中存在可变命名元组吗？

Answer 8

基于随着时间的推移收集的一些有用的技巧，这个“frozenclass”装饰器几乎完成了所需的一切： http://pastebin.com/fsuVyM45

由于该代码超过 70% 是文档和测试，因此我在此不再多说。

Answer 9

这是我制作的一个完整的可变命名元组，其行为类似于列表并且与其完全兼容。

class AbstractNamedArray():
    """a mutable collections.namedtuple"""
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        inst = object.__new__(cls)  # to rename the class
        inst._list = len(cls._fields)*[None]
        inst._mapping = {}
        for i, field in enumerate(cls._fields):
            inst._mapping[field] = i
        return inst

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        if len(kwargs) == 0 and len(args) != 0:
            assert len(args) == len(self._fields), 'bad number of arguments'
            self._list = list(args)
        elif len(args) == 0 and len(kwargs) != 0:
            for field, value in kwargs.items():
                assert field in self._fields, 'field {} doesn\'t exist'
                self._list[self._mapping[field]] = value
        else:
            raise ValueError("you can't mix args and kwargs")

    def __getattr__(self, x):
        return object.__getattribute__(self, '_list')[object.__getattribute__(self, '_mapping')[x]]

    def __setattr__(self, x, y):
        if x in self._fields:
            self._list[self._mapping[x]] = y
        else:
            object.__setattr__(self, x, y)

    def __repr__(self):
        fields = []
        for field, value in zip(self._fields, map(self.__getattr__, self._fields)):
            fields.append('{}={}'.format(field, repr(value)))
        return '{}({})'.format(self._name, ', '.join(fields))

    def __iter__(self):
        yield from self._list

    def __list__(self):
        return self._list[:]

    def __len__(self):
        return len(self._fields)

    def __getitem__(self, x):
        return self._list[x]

    def __setitem__(self, x, y):
        self._list[x] = y

    def __contains__(self, x):
        return x in self._list

    def reverse(self):
        self._list.reverse()

    def copy(self):
        return self._list.copy()


def namedarray(name, fields):
    """used to construct a named array (fixed-length list with named fields)"""
    return type(name, (AbstractNamedarray,), {'_name': name, '_fields': fields})

Answer 10

你可以做类似这个dict子类的事情，它是它自己的__dict__。基本概念与 ActiveState AttrDict 配方相同，但实现是更简单。结果是比您需要的更可变的东西，因为实例的属性及其值都是可变的。尽管属性没有排序，但您可以迭代当前属性和/或其值。

class Record(dict):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(Record, self).__init__(*args, **kwargs)
        self.__dict__ = self

Answer 11

正如 tzot 所述，由于 Python ≥3.3，Python 确实有一个可变版本的namedtuple：types.SimpleNamespace。

这些东西与新的 非常相似C# 9 记录。

以下是一些使用示例：

位置构造函数参数

>>> import types
>>>
>>> class Location(types.SimpleNamespace):
...   def __init__(self, lat=0, long=0):
...     super().__init__(lat=lat, long=long)
...
>>> loc_1 = Location(49.4, 8.7)

漂亮的表示

>>> loc_1
Location(lat=49.4, long=8.7)

相等的可变

>>> loc_2 = Location()
>>> loc_2
Location(lat=0, long=0)
>>> loc_2.lat = 49.4
>>> loc_2
Location(lat=49.4, long=0)

值语义

>>> loc_2 == loc_1
False
>>> loc_2.long = 8.7
>>> loc_2 == loc_1
True

可以在运行时添加属性

>>> loc_2.city = 'Heidelberg'
>>> loc_2