第四章：Python-高级编程-自定义序列类
4.1 Python中的序列分类
4.1.1 容器序列
"""
list tuple deque 可以放入任意类型的数据
"""
4.1.2 扁平序列
"""
str bytes bytearray array.array
注意array与list的区别，array存放数据类型需一致,需指明存放什么类型。
"""
4.1.3 可变序列
"""
list deque bytearry array
"""
4.1.4 不可变
"""
str tuple bytes
"""
4.2 Python中序列类型的abc继承关系
"""
需要知道的是，在Python中，其跟容器相关的数据结构
的抽象基类是放在collection.abc模块下的
"""
"""
可变序列类型主要使用了
__setitem__
__delitem__
等魔法函数
"""
# collection.abc
__all__ = ["Awaitable", "Coroutine",
"AsyncIterable", "AsyncIterator", "AsyncGenerator",
"Hashable", "Iterable", "Iterator", "Generator", "Reversible",
"Sized", "Container", "Callable", "Collection",
"Set", "MutableSet",
"Mapping", "MutableMapping",
"MappingView", "KeysView", "ItemsView", "ValuesView",
"Sequence", "MutableSequence",
"ByteString",
]
class Collection(Sized, Iterable, Container):
__slots__ = ()
@classmethod
def __subclasshook__(cls, C):
if cls is Collection:
return _check_methods(C, "__len__", "__iter__", "__contains__")
return NotImplemented
class Reversible(Iterable):
__slots__ = ()
@abstractmethod
def __reversed__(self):
while False:
yield None
@classmethod
def __subclasshook__(cls, C):
if cls is Reversible:
return _check_methods(C, "__reversed__", "__iter__")
return NotImplemented
class Sequence(Reversible, Collection):
"""All the operations on a read-only sequence.
Concrete subclasses must override __new__ or __init__,
__getitem__, and __len__.
"""
__slots__ = ()
@abstractmethod
def __getitem__(self, index):
raise IndexError
def __iter__(self):
i = 0
try:
while True:
v = self[i]
yield v
i += 1
except IndexError:
return
def __contains__(self, value):
for v in self:
if v is value or v == value:
return True
return False
def __reversed__(self):
for i in reversed(range(len(self))):
yield self[i]
def index(self, value, start=0, stop=None):
'''S.index(value, [start, [stop]]) -> integer -- return first index of value.
Raises ValueError if the value is not present.
Supporting start and stop arguments is optional, but
recommended.
'''
if start is not None and start < 0:
start = max(len(self) + start, 0)
if stop is not None and stop < 0:
stop += len(self)
i = start
while stop is None or i < stop:
try:
v = self[i]
if v is value or v == value:
return i
except IndexError:
break
i += 1
raise ValueError
def count(self, value):
'S.count(value) -> integer -- return number of occurrences of value'
return sum(1 for v in self if v is value or v == value)
# 可变序列
class MutableSequence(Sequence):
__slots__ = ()
"""All the operations on a read-write sequence.
Concrete subclasses must provide __new__ or __init__,
__getitem__, __setitem__, __delitem__, __len__, and insert().
"""
@abstractmethod
def __setitem__(self, index, value):
raise IndexError
@abstractmethod
def __delitem__(self, index):
raise IndexError
@abstractmethod
def insert(self, index, value):
'S.insert(index, value) -- insert value before index'
raise IndexError
def append(self, value):
'S.append(value) -- append value to the end of the sequence'
self.insert(len(self), value)
def clear(self):
'S.clear() -> None -- remove all items from S'
try:
while True:
self.pop()
except IndexError:
pass
def reverse(self):
'S.reverse() -- reverse *IN PLACE*'
n = len(self)
for i in range(n//2):
self[i], self[n-i-1] = self[n-i-1], self[i]
def extend(self, values):
'S.extend(iterable) -- extend sequence by appending elements from the iterable'
for v in values:
self.append(v)
def pop(self, index=-1):
'''S.pop([index]) -> item -- remove and return item at index (default last).
Raise IndexError if list is empty or index is out of range.
'''
v = self[index]
del self[index]
return v
def remove(self, value):
'''S.remove(value) -- remove first occurrence of value.
Raise ValueError if the value is not present.
'''
del self[self.index(value)]
def __iadd__(self, values):
self.extend(values)
return self
4.3 extend方法和+、+=的区别
+只能是同一类型（如列表），+=就地加,不产生新序列，且参数可以为任意的序列类型.是通过魔法函数iadd实现的，extend也可以添加任意序列类型
a = [1, 2]
c = a + [3, 4]
print(c)
a += [3, 4]
print(a)
a += (5, 6) # 不报错，+=就地加
print(a)
c = a + (7, 8) # 报错
"""
为什么会有这种差别，
实际上在 += 时，Python
实现的魔法函数是 __iadd__
，调用这个魔法函数实际就是把
+= 右边的值传入 list 的 extend方法。
"""
"""
注意append的方法与extend的方法
append会将参数作为整个。extend会for循环将
参数分开。extend()没有返回值。
"""
4.4 实现可切片的对象
#模式[start:end:step]
# 切片返回的新的列表
"""
其中，第一个数字start表示切片开始位置，默认为0；
第二个数字end表示切片截止（但不包含）位置（默认为列表长度）；
第三个数字step表示切片的步长（默认为1）。
当start为0时可以省略，当end为列表长度时可以省略，
当step为1时可以省略，并且省略步长时可以同时省略最后一个冒号。
另外，当step为负整数时，表示反向切片，这时start应该比end的值要大才行。
"""
## 取值操作
aList = [3, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 13, 15, 17]
print (aList[::]) # 返回包含原列表中所有元素的新列表
print (aList[::-1]) # 返回包含原列表中所有元素的逆序列表
print (aList[::2]) # 隔一个取一个，获取偶数位置的元素
print (aList[1::2]) # 隔一个取一个，获取奇数位置的元素
print (aList[3:6]) # 指定切片的开始和结束位置
aList[0:100] # 切片结束位置大于列表长度时，从列表尾部截断
aList[100:] # 切片开始位置大于列表长度时，返回空列表
## 赋值操作
aList[len(aList):] = [9] # 在列表尾部增加元素
aList[:0] = [1, 2] # 在列表头部插入元素
aList[3:3] = [4] # 在列表中间位置插入元素
aList[:3] = [1, 2] # 替换列表元素，等号两边的列表长度相等
aList[3:] = [4, 5, 6] # 等号两边的列表长度也可以不相等
aList[::2] = [0] * 3 # 隔一个修改一个
print (aList)
aList[::2] = ['a', 'b', 'c'] # 隔一个修改一个
aList[::2] = [1,2] # 左侧切片不连续，等号两边列表长度必须相等
aList[:3] = [] # 删除列表中前3个元素
del aList[:3] # 切片元素连续
del aList[::2] # 切片元素不连续，隔一个删一个
"""
编写支持切片的对象
"""
import numbers
class Group:
#支持切片操作
def __init__(self, group_name, company_name, staffs):
self.group_name = group_name
self.company_name = company_name
self.staffs = staffs
def __reversed__(self):
self.staffs.reverse()
def __getitem__(self, item): # 可切片的关键
cls = type(self)
print(cls)
if isinstance(item, slice):
return cls(group_name=self.group_name, company_name=self.company_name, staffs=self.staffs[item])
elif isinstance(item, numbers.Integral):
return cls(group_name=self.group_name, company_name=self.company_name, staffs=[self.staffs[item]])
def __len__(self):
return len(self.staffs)
def __iter__(self):
return iter(self.staffs)
def __contains__(self, item):
if item in self.staffs:
return True
else:
return False
staffs = ["bobby1", "imooc", "bobby2", "bobby3"]
group = Group(company_name="imooc", group_name="user", staffs=staffs)
reversed(group)
print(list(group[:]))
print(group[2].staffs)
#调用__contains_
print('1' in group)
#调用__len__
print(len(group))
#调用__iter__
for user in group:
print(user)
"""
django的queryset()可以切片，典型的实现了__getitem__(self, item)
"""
4.5 bisect管理可排序序列
作用：用来处理已排序的序列，用来维持已排序的序列，采用二分查找，性能非常高，推荐
# 默认插入右边，如插入两个3，则第二个在第一个的右边，可以查看插入的位置（左右）
import bisect
my_list = []
bisect.insort(my_list, 1)
bisect.insort(my_list, 2)
bisect.insort(my_list, 3)
bisect.insort(my_list, 4)
bisect.insort(my_list, 5)
bisect.insort(my_list, 6)
print(my_list)
# 查看插入的位置，默认从右数
print(bisect.bisect(my_list, 3))
#从左边数
print(bisect.bisect_left(my_list, 3))
print(my_list)
"""
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
3
2
"""
4.6 什么时候我们不该使用列表
array: 性能比list高很多，但是array只能存放指定类型的数据（要求性能，且类型固定时可以使用）
deque: 双端队列
# array, deque
import array
# array和list的一个重要区别，array只能存放指定的类型
my_array = array.array("i")
my_array.append(1)
my_array.append("abc")
4.7 列表推导式、生成器表达式、字典推导式
# 列表生成式（列表推导式）
# 提取出1-20之间的奇数
odd_list = []
for i in range(21):
if i%2 == 1:
odd_list.append(i)
odd_list = [i for i in range(21) if i%2 == 1]
# 逻辑复杂的情况
def handle_item(item):
return item * item
odd_list = [handle_item(i) for i in range(21) if i%2 == 1]
# 列表生成式性能比列表操作高
# 生成器表达式
odd_gen = (i for i in range(21) if i%2 == 1)
print(type(odd_list))
# 字典推导式
my_dict = {"bobby1":22, "bobby2":23, "imooc.com":5}
reversed_dict = {value:key for key, value in my_dict.items()}
# 集合推导式
my_set = {key for key, value in my_dict.items()}
print(type(my_set))
my_set = set(my_dict.keys()) # 不够灵活
