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枚举类型可以看作是一种标签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、状态等。Python 的原生类型(Built-in types)里并没有专门的枚举类型,但是我们可以通过很多方法来实现它,例如字典、类等:
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WEEKDAY = {
'MON': 1,
'TUS': 2,
'WEN': 3,
'THU': 4,
'FRI': 5
}
class Color:
RED = 0
GREEN = 1
BLUE = 2
上面两种方法可以看做是简单的枚举类型的实现,如果只在局部范围内用到了这样的枚举变量是没有问题的,但问题在于它们都是可变的(mutable),也就是说可以在其它地方被修改从而影响其正常使用:
WEEKDAY['MON'] = WEEKDAY['FRI']
print(WEEKDAY)
{'FRI': 5, 'TUS': 2, 'MON': 5, 'WEN': 3, 'THU': 4}
通过类定义的枚举甚至可以实例化,变得不伦不类:
c = Color()
print(c.RED)
Color.RED = 2
print(c.RED)
2
当然也可以使用不可变类型(immutable),例如元组,但是这样就失去了枚举类型的本意,将标签退化为无意义的变量:
COLOR = ('R', 'G', 'B')
print(COLOR[0], COLOR[1], COLOR[2])
R G B
为了提供更好的解决方案,Python 通过 PEP 435 在 3.4 版本中添加了 enum 标准库,3.4 之前的版本也可以通过 pip install enum 下载兼容支持的库。enum 提供了 Enum/IntEnum/unique 三个工具,用法也非常简单,可以通过继承 Enum/IntEnum 定义枚举类型,其中 IntEnum 限定枚举成员必须为(或可以转化为)整数类型,而 unique 方法可以作为修饰器限定枚举成员的值不可重复:
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'
枚举是在 Python3.4 添加的新功能。Python3.4 之前的版本可以使用,但是不能直接使用,使用之前需要先用 pip install enum 安装。
枚举可看作是一系列符号名称的集合,集合中每一个元素要保证唯一性和不可变,因此我们可以对枚举中元素进行恒等比较,通俗来讲枚举就是一系列常量的集合,枚举是可迭代的。
枚举具有不可变的特性,所以枚举的主要作用就是用来定义常量的。
枚举语法与 class 语法相同:枚举的定义可以通过继承 Enum 的方式来实现, 看一下示例:
枚举成员及属性的访问如下所示:
枚举的迭代也很简单,如下所示:
枚举成员及属性可以使用 is 进行对象比较,还可以使用 == 进行值比较,看下示例:
枚举成员不能进行大小比较,如下所示:
我们定义枚举时,成员名称是不可以重复的,但成员值是可以重复的,如果想要保证成员值不可重复,可以通过装饰器 @unique 来实现,如下所示:
参考:
enum 是一组绑定到唯一常数值的符号名称,并且具备可迭代性和可比较性的特性。我们可以使用 enum 创建具有良好定义的标识符,而不是直接使用魔法字符串或整数,也便于开发工程师的代码维护。
我们可以使用 class 语法创建一个枚举类型,方便我们进行读写,另外,根据函数 API 的描述定义,我们可以创建一个 enum 的子类,如下:
enum 自带属性 name 和 value ,日常工作中使用最多的也是这两个属性,我们打印看看结果:
枚举支持迭代和遍历顺序。举个例子:
打印结果:
可以看出,遍历的每一个 status 是一个独立的枚举成员,拥有 name 和 value 属性。
另外,我们也可以使用如下形式来进行枚举遍历:
上 面我们创建的枚举类中, value 值是可以重复的,如果我们不想枚举类中的值重复可以是用装饰器 @unique ,举例如下:
我们运行后,报如下异常:
我们查看源代码,发现加入此装饰器的枚举类型, unique 方法会将其 __members__.items() 进行遍历,追加到 duplicates 列表中,如果发现列表不为空,则抛出如上异常信息。
此功能用于我们在使用枚举时,只在意枚举的标识符的含义而不在意值的情况下,但是如果需要与字符串或整数混合使用就要额外注意。下面贴上官方的示例:
可以发现,使用 auto() 得到的是整数自增型,如果我们需要别的方式,只需要在我们的枚举类中,重写 _generate_next_value_ 方法。
枚举对象可以进行比较,但是不能进行值比较,如果需要进行值比较则需要枚举对象继承 IntEnum 对象,举个例子:
上 面的测试例子当中,我们创建了两个继承类型不一样的枚举类,可以看到继承了 IntEnum 的 Season 可以进行值的比较,而继承了 Enum 的 Part 则不能进行值比较,并且 IntEnum 类型与 Enum 类型也不能进行比较,即使属性和值一样。
枚举中可以定义枚举类自身特有的方法,也可以复写一些已经在基类中定义好的方法,比如: __init__ , __str__ , __repr__ , __hash__ , __format__ 等。举个例子:
上面我们定义了一个枚举类,其中 value 是一个枚举类型,我们可以定义 __init__ 方法去对应元组中的值,我们也复写了 __str__ 方法。
打印方法看看效果:
从输出结果看,我们自定义和复写的方法都已经成功的应用到了 Mood 类中。
不同于 java 中的枚举类, python 中的枚举类是可以被继承的,但是被继承的枚举类规定其不能定义任何成员,但可以定义抽象方法。举例如下:
测试用例可以完美运行,我们可以发现:第一个方法中,抛出了 TypeError 的异常;第二个测试方法中, MoreColor 继承了 Color , Color 继承了 Shade , 并且我们可以通过子类调用父类中的方法。
主要介绍了 enum 模块的基础知识,包含枚举的创建、枚举成员和属性的访问、枚举方法的创建、枚举的继承等。其中新版中的 _ignore_ 、 _order_ 、 _missing_ 等可以学习官网的例子,另外 enum 的子类 IntEnum 、 IntFlag 等也是我们比较常用的枚举基类,本文中简单的介绍了 IntEnum , 而 IntFlag 相比与 IntEnum 多了 , |, ^, ~ 的操作,其他的子类大家感兴趣也可以了解。