| python 动态类型 python动态特性 | 您所在的位置：网站首页 › 字典的值是字典怎么访问里面的键和值 › python 动态类型 python动态特性 |
python 动态类型 python动态特性
|
在Python中，数据的属性和处理数据的方法统称为属性。其实，方式只是可调用的属性。除了这二者之外，我们还可以创建特性（property），在不改变类接口的前提下，使用存取方法（即读取值和设置值方法）修改属性 Python提供了丰富的API，用于控制属性的访问权限，以及实现动态属性。当我们访问obj的data属性时，类似obj.data，Python解释器会调用特殊方法如__getattr__或__setattr__计算属性。用户自定义的类可以通过__getattr__方法实现虚拟属性，当访问的属性不存在时，即时计算属性的值 我们先从远程下载一个复杂的json文件并保存在本地 from urllib.request import urlopen import warnings import os import json URL = 'http://www.oreilly.com/pub/sc/osconfeed' JSON = 'data/osconfeed.json' def load(): if not os.path.exists(JSON): msg = 'downloading {} to {}'.format(URL, JSON) warnings.warn(msg) # with urlopen(URL) as remote, open(JSON, 'wb') as local: # local.write(remote.read()) with open(JSON, encoding="utf-8") as fp: return json.load(fp) #
这里，我们仅展示一部分的json文件的内容 { "Schedule": { "conferences": [{ "serial": 115 }], "events": [{ "serial": 34505, "name": "Why Schools Don´t Use Open Source to Teach Programming", "event_type": "40-minute conference session", "time_start": "2014-07-23 11:30:00", "time_stop": "2014-07-23 12:10:00", "venue_serial": 1462, "description": "Aside from the fact that high school programming...", "website_url": "http://oscon.com/oscon2014/public/schedule/detail/34505", "speakers": [157509], "categories": ["Education"] }], "speakers": [{ "serial": 157509, "name": "Robert Lefkowitz", "photo": null, "url": "http://sharewave.com/", "position": "CTO", "affiliation": "Sharewave", "twitter": "sharewaveteam", "bio": "Robert ´r0ml´ Lefkowitz is the CTO at Sharewave, a startup..." }], "venues": [{ "serial": 1462, "name": "F151", "category": "Conference Venues" }] } }
我们可以看到文件的json文件里面的第一个键是Schedule，这个键对应的值也是一个字典，这个字典下还有四个键，分别是"conferences"、 "events"、 "speakers" 和 "venues"，这四个键分别对应一个列表，在完整的数据集中， 列表中有成百上千条记录。 不过，"conferences" 键对应的列表中只有一条记录，这 4 个列表中的每个元素都有一个名为 "serial" 的字段，这是元素在各个列表中的唯一标识符。 下面，让我们打印一下"conferences"、 "events"、 "speakers" 和 "venues"对应的列表的长度 feed = load() print(sorted(feed["Schedule"].keys())) print(feed["Schedule"]["speakers"][-1]["name"]) print(feed["Schedule"]["speakers"][40]["name"]) for key, value in sorted(feed["Schedule"].items()): print("{:3} {}".format(len(value), key))
运行结果： ['conferences', 'events', 'speakers', 'venues'] Carina C. Zona Tim Bray 1 conferences 494 events 357 speakers 53 venues
从上述示例中，我们可以看到如果要访问一个键，必须以feed['Schedule']['events'][40]['name']这种冗长的写法来访问，我们可以尝试实现一个FrozenJSON类，来包装我们原先的json数据，然后以feed.Schedule.events的形式来对字典进行访问 from collections import abc class FrozenJSON: def __init__(self, mapping): self.__data = dict(mapping) # def __getattr__(self, name): # if hasattr(self.__data, name): return getattr(self.__data, name) else: return FrozenJSON.build(self.__data[name]) @classmethod def build(cls, obj): # if isinstance(obj, abc.Mapping): return cls(obj) elif isinstance(obj, abc.MutableSequence): return [cls.build(item) for item in obj] else: return obj FrozenJSON类接收一个字典，并复制字典的副本作为自身的属性当我们调用FrozenJSON的实例的某个属性时，如frozenJson.attr，如果attr不是实例本身的属性，则会调用__getattr__方法，该方法中，我们实现了先检查attr是不是字典的某个属性，如果是则返回该属性，如果不是则当成要访问的属性是字典的某个键，将其值取出传入FrozenJSON.build()方法并返回FrozenJSON.build()是一个类方法，它接收一个对象，如果该是字典对象，它会调用自身的初始化方法，如果该对象时可迭代对象，则遍历该对象所有的元素，并重新将元素传入自身的build()方法中，最后，如果该对象既不是字典，也不是一个可迭代的对象，则毫无改动的返回原始对象 现在，让我们试一下FrozenJSON类，我们获取原先的json文件，并传入FrozenJSON类中初始化一个FrozenJSON实例，我们通过obj.attr的方式来访问原先字典中的键，还可以调用key()、items()等方法 raw_feed = load() feed = FrozenJSON(raw_feed) print(len(feed.Schedule.speakers)) print(sorted(feed.Schedule.keys())) for key, value in sorted(feed.Schedule.items()): print('{:3} {}'.format(len(value), key)) print(feed.Schedule.speakers[-1].name) talk = feed.Schedule.events[40] print(type(talk)) print(talk.name)
运行结果： 357 ['conferences', 'events', 'speakers', 'venues'] 1 conferences 494 events 357 speakers 53 venues Carina C. Zona There *Will* Be Bugs
FrozenJSON 类的关键是 __getattr__ 方法，仅当无法使用常规的方式获取属性（即在实例、 类或超类中找不到指定的属性）， 解释器才会调用特殊的 __getattr__ 方法。读取不存在的属性会抛出 KeyError 异常，而不是通常抛出的AttributeError 异常。 FrozenJSON 类只有两个方法（__init__ 和__getattr__）和一个实例属性 __data。因此，尝试获取其他属性会触发解释器调用__getattr__方法。这个方法首先查看self.__data字典有没有指定名称的属性（不是键） ， 这样 FrozenJSON 实例便可以处理字典的所有方法，例如把 items 方法委托给self.__data.items() 方法。如果 self.__data 没有指定名称的属性，那么 __getattr__ 方法以那个名称为键， 从 self.__data 中获取一个元素，传给 FrozenJSON.build 方法。这样就能深入JSON数据的嵌套结构，使用类方法 build 把每一层嵌套转换成一个 FrozenJSON实例。 当我们传入的字典对象包含的键是关键字，例如下面这个示例，如果我们要访问grad.class，势必会报错，这个时候我们只能通过getattr()方法来访问 grad = FrozenJSON({"name": "Jim Bo", "class": 1982}) print(getattr(grad, "class"))
或者，我们可以改造__init__方法，当检查出一个键是关键字的时候，自动加上一个下划线_，这样，当我们要访问grad中的class属性时，直接用grad.class_就行 def __init__(self, mapping): import keyword self.__data = {} for key, value in mapping.items(): if keyword.iskeyword(key): key += "_" self.__data[key] = value
但是，如果有时候我们要访问的键并不是有效的标识符，比如2_a同样是传入字典的一个键，但它并不是一个有效的标识符，这个如果调用grad.2_a会抛出SyntaxError: invalid token的错误 grad = FrozenJSON({"name": "Jim Bo", "class": 1982, "2_a": "hello"}) print(getattr(grad, "2_a"))
于是，我们只能通过getattr()方法来获取值，又或者我们像之前那样，通过将键值变为合法，再来访问，我们再次改造FrozenJSON的初始化__init__方法 def __init__(self, mapping): import keyword self.__data = {} for key, value in mapping.items(): if keyword.iskeyword(key): key += "_" if not str.isidentifier(key): key = "_{0}".format(key) self.__data[key] = value
这个方法会遍历mapping所有的键，当键是关键字的时候，在键的尾部加上下划线，当键并不是关键字的时候，在键的头部加上下划线，然后我们再来访问class和2_a的属性 grad = FrozenJSON({"name": "Jim Bo", "class": 1982, "2_a": "hello"}) print(grad.class_) print(grad._2_a)
运行结果： 1982 hello
在后面这个键是否能作为标识符的时候，情况会略微复杂，因为键可以包含乘号或加号，如果一旦包含一些特殊符号，那只能通过getattr()来获取了
我们通常说，__init__称为构造方法，其实，用于构建实例的是特殊方法__new__方法，这是个类方法，使用特殊方式处理，因此不用加上@classmethod 装饰器，这个方法会返回一个实例，实例会作为第一个参数（即self）传入__init__方法。因为调用__init__方法时要传入实例，而且禁止返回任何值，所以__init__其实是初始化方法，真正的构造方法时__new__，我们几乎不需要自己编写 __new__ 方法，因为从 object 类继承的实现已经足够了。 class Foo(object): def __init__(self, bar): self.bar = bar def object_maker(the_class, some_arg): new_object = the_class.__new__(the_class) if isinstance(new_object, the_class): the_class.__init__(new_object, some_arg) return new_object demo1 = Foo("bar1") demo2 = object_maker(Foo, "bar2") print(demo1) print(demo1.bar) print(demo2) print(demo2.bar)
运行结果： bar1 bar2
可以看到，我们既可以用Foo类来初始化一个对象，也可以把Foo和所需参数传入object_maker方法，来构造一个我们需要的对象 现在，让我们用__new__方法来代替刚才FrozenJSON类的build()方法 from collections import abc class FrozenJSON: def __new__(cls, arg): if isinstance(arg, abc.Mapping): return super().__new__(cls) elif isinstance(arg, abc.MutableSequence): return [cls(item) for item in arg] else: return arg def __init__(self, mapping): self.__data = dict(mapping) def __getattr__(self, name): if hasattr(self.__data, name): return getattr(self.__data, name) else: return FrozenJSON(self.__data[name])
在__getattr__中，如果访问的键并非__data本身的属性，我们不再调用FrozenJSON.build()方法传入，而是之间把参数传入FrozenJSON的构造方法，这个方法它可能返回一个FrozenJSON实例，也可能不是，我们都知道，当Python要构造一个实例时，首先会调用__new__方法返回一个实例，再用__init__方法对实例进行属性的初始化，在FrozenJSON中，只有arg为Mapping类型时，返回的才是FrozenJSON实例，当arg是一个list或其他类型时，返回的就不是FrozenJSON对象了，这时候Python解释器拿到这个对象，会对比__new__返回的实例和它要创建的实例是不是同一个类型，只有同一个类型，Python解释器才会接着调用__init__进行初始化操作，否则直接将从__new__方法拿到的实例返回
shelve类似一个可持久化的字典，他有一个open()函数，这个函数接收一个参数就是文件名，然后返回一个shelve.Shelf 实例，我们可以用他来存储一些键值对，当存储完毕的时候，就调用close函数来关闭，shelve有以下几个特点： shelve.Shelf 是 abc.MutableMapping 的子类，因此提供了处理映射类型的重要方法此外，shelve.Shelf 类还提供了几个管理I/O的方法，如sync和close；它也是一个上下文管理器只要把新值赋予键，就会保存键和值键必须是字符串值必须是 pickle 模块（可序列化对象的模块）能处理的对象再回到我们之前从网上下载的json文件，之前我们解析过这个文件，文件内部的第一个键是Schedule，而这个键对应的字典还有四个键conferences、events、speakers、venues，而这四个键对应的值，又是包着很多字典对象的list，我们不用去了解这个文件到底在说明什么，现在只需要了解一点，conferences、events、speakers、venues这四个键对应的list中的每一个字典对象，都包含一个叫serial的键，这个键对应的值是一个数字，现在，让我们遍历Schedule下的四个键，并将这四个键与list下每个字典对象中的serial键对应的值相结合相结 class Record: def __init__(self, **kwargs): # self.__dict__.update(kwargs) def load_db(db): raw_data = load() # for collection, rec_list in raw_data['Schedule'].items(): record_type = collection[:-1] # for record in rec_list: key = '{}.{}'.format(record_type, record['serial']) # record['serial'] = key db[key] = Record(**record) import shelve DB_NAME = 'data/schedule1_db' CONFERENCE = 'conference.115' db = shelve.open(DB_NAME) # if CONFERENCE not in db: # load_db(db)先根据DB_NAME请求一个shelve.Shelf 实例得到db（即shelve.Shelf 实例）后，检查conference.115这个键是否在db这个键值对数据库中，如果不在，调用load_db()方法开始加载数据再次用load()方法获取json文件我们遍历json文件下Schedule对应的四个键，分别是conferences、events、speakers、venues，而collection[:-1]代表去除这四个键中最后一个字母，即s，然后存入key rec_list代表上述4个键对应的包含字典对象的列表，我们遍历这个列表，取出每个字典对象的serial键，并与key相结合，比如："conferences":[{"serial":115},{"serial":116}]就会形成两个键，分别是conference.115，conference.116，当然，在我们的json文件中，conferences这个键只有一个{"serial":115}对象，并没有{"serial":116}对象，这里只是举例说明，之后，我们用key替代原先serial的值，并初始化一个Record对象我们将一个字典传入Record的初始化方法，self.__dict__.update(kwargs)这个方法会将kwargs这个字典中所有的键初始化为Record这个对象的属性，也就是说，self.__dict__这个字典，存着是本对象的所有属性 然后，我们尝试一下通过shelve来访问这个json文件 speaker = db['speaker.3471'] print(type(speaker)) print(speaker.name, speaker.twitter) db.close()
运行结果： Anna Martelli Ravenscroft annaraven
这里可以看到，speakers下，serial为3471所在的字典的name和twitter的值是否和我们打印出来的值一一对应，这里还有一点要记住，就是打开db后，最后要记得关闭db events下的每个字典里都有两个键，一个是venue_serial，另一个是speakers，让我们扩展之前的Record类，使得我们访问event下的venue或speakers返回的不再是一个冷冰冰的id，而是关联到venues或speakers的实体字典
如上图所示，我们在原先的Record类的基础上，又扩展的两个类，分别是DbRecord和Event，DbRecord继承自Record，而Event继承自DbRecord class Record: def __init__(self, **kwargs): self.__dict__.update(kwargs) def __eq__(self, other): if isinstance(other, Record): return self.__dict__ == other.__dict__ else: return NotImplemented
首先是Record类，我们看到，__init__方法没有变化，只是多了一个__eq__方法，比较两个Record中包含的__dict__（即类本身的属性）是否相等，如果不相等，则返回一个NotImplemented，这里多介绍一下NotImplemented这个内建常量 class A: def __init__(self, num): self.num = num def __eq__(self, other): print("call A __eq__") return NotImplemented class B: def __init__(self, num): self.num = num def __eq__(self, other): print("call B __eq__") return self.num == other.num a = A(1) b = B(1) print(a == b)
运行结果： call A __eq__ call B __eq__ True
可以看到，类A的__eq__方法不管传入什么，最后都会返回一个NotImplemented，当Python解释器接收到一个NotImplemented常量，就会调用b.__eq__(a)进行比较 class MissingDatabaseError(RuntimeError): """Raised when a database is required but was not set.""" class DbRecord(Record): __db = None @staticmethod def set_db(db): # DbRecord.__db = db @staticmethod def get_db(): # return DbRecord.__db @classmethod def fetch(cls, ident): # db = cls.get_db() try: return db[ident] except TypeError: if db is None: # msg = "database not set; call '{}.set_db(my_db)'" raise MissingDatabaseError(msg.format(cls.__name__)) else: raise def __repr__(self): # if hasattr(self, 'serial'): cls_name = self.__class__.__name__ return ''.format(cls_name, self.serial) else: return super().__repr__()设置数据源，即shelve.Shelf 实例获取数据源传入一个键，从数据源中获取对应的值当数据源为None时抛出MissingDatabaseError错误重定义当前record对象的打印信息class Event(DbRecord): @property def venue(self): key = 'venue.{}'.format(self.venue_serial) h = self.__class__.fetch(key) return self.__class__.fetch(key) @property def speakers(self): if not hasattr(self, '_speaker_objs'): spkr_serials = self.__dict__['speakers'] fetch = self.__class__.fetch self._speaker_objs = [fetch('speaker.{}'.format(key)) for key in spkr_serials] return self._speaker_objs def __repr__(self): if hasattr(self, 'name'): cls_name = self.__class__.__name__ return ''.format(cls_name, self.name) else: return super().__repr__()
Event类主要是用于遍历events下的字典所用，当我们访问venue这个属性时，他会结合自身venue_serial所对应的值形成venue.{venue_serial}，再次返回数据源，同理speakers，当要从event访问speakers，先检查_speaker_objs是否存在，如果不存在，则取出自身的speakers对象，这是一个list，里面包含多个speakers的id，然后遍历这个list从数据源中取出对应的speakers，并缓存为_speaker_objs属性 这里，我们需要改造一下之前的load_db方法 def load_db(db): raw_data = load() for collection, rec_list in raw_data['Schedule'].items(): record_type = collection[:-1] # cls_name = record_type.capitalize() # cls = globals().get(cls_name, DbRecord) # if inspect.isclass(cls) and issubclass(cls, DbRecord): # factory = cls else: factory = DbRecord for record in rec_list: # key = '{}.{}'.format(record_type, record['serial']) record['serial'] = key db[key] = factory(**record) # import shelve db = shelve.open(DB_NAME) if CONFERENCE not in db: load_db(db) DbRecord.set_db(db) #collection依旧是Schedule下的四个键，分别是conferences、events、speakers、venues，collection[:-1]可以把这四个键最后的s字符去除将去除尾部s的四个键首字母大写经过上面两个步骤，四个键分别为Conference、Event、Seaker、Venue，检查全局域内是否有和这四个键名称相同的类型，如果有则取出，没有则返回DbRecord，由于我们之前定义了Event类，所以当遍历到events键时，会取出之前定义好的Event类，而其他三个键则会默认返回DbRecord检查从全局域中取出来的类型是否是类型对象，且是DbRecord的子类，并赋值给factory遍历四个键下所有的字典，当遍历到events这个键时，存入数据源的对象时Event类型，而其他三个键则是DbRecord类型 然后，我们尝试获取event下的venue和speakers event = DbRecord.fetch('event.33950') print(event) print(type(event)) print(event.venue) print(event.venue.name) print(event.speakers) for spkr in event.speakers: print('{0.serial}: {0.name}'.format(spkr))
运行结果： Portland 251 [, ] speaker.3471: Anna Martelli Ravenscroft speaker.5199: Alex Martelli
|
【本文地址】