Python中的collections模块(四) UserString，UserList，和UserDict

前言

Python 内置模块collections, 目标是提供各种专门的集合数据类型来解决特定的编程问题。

本系列介绍其中的数据结构特点和使用方法, 以便遇到某些特定的问题,可以找到对应的数据来处理, 达到事半功倍的效果

其他的可以参考

Python中的collections模块(一) 使用Counter，pythonic的对象计数方式

Python中的collections模块(二) 有序字典OrderedDict和链接字典ChainMap

Python中的collections模块(三) 命名元组namedtuple和双端队列deque

为什么要使用UserString，UserList，UserDict

编码中有时你需要自定义内置类型，例如字符串、列表和字典，以添加和修改某些行为。大部分时候可以直接对这些类型进行子类化来实现。

但是有的时候会发现， 子类化的实例并不像预期中那样表现， 因为Python对内置类型的设计和实现考虑到了开闭原则（对扩展开放，但对修改关闭）。

例如， 我需要创建一个在插入键时自动将键转为小写的字典。

可以通过子类化

dict并

覆盖.setitem()函数， 每次插入键时将键名转为小写：

In [1]: class LowerDict(dict):
   ...:     def __setitem__(self, key, value):
   ...:         key = key.lower()
   ...:         super().__setitem__(key, value)

In [2]: data = LowerDict({'FIRST': 1, 'SECOND': 2})
In [3]: data['THIRD'] = 3
In [4]: data.update({'FOURTH': 4})

In [5]: data
Out[5]: {'FIRST': 1, 'SECOND': 2, 'third': 3, 'FOURTH': 4}

可以看到，只有使用 [ ] 为字典赋值时的THIRD被转成了小写， 而调用update和初始化函数时， 转小写并没有生效。必须要覆盖这两个方法才可以

In [6]: class LowerDict(dict):
   ...:     def __init__(self, data):
   ...:         data = {k.lower(): v for k, v in data.items()}
   ...:         super().__init__(data)

   ...:     def __setitem__(self, key, value):
   ...:         key = key.lower()
   ...:         super().__setitem__(key, value)

   ...:     def update(self, data):
   ...:         data = {k.lower(): v for k, v in data.items()}
   ...:         super().update(data)

使用UserDict

使用UserDict作为父类来实现上述功能。

In [16]: class LowerDict(UserDict):
    ...:     def __setitem__(self, key, value):
    ...:         key = key.lower()
    ...:         super().__setitem__(key, value)
    ...:

In [17]: data = LowerDict({"FIRST": 1, "SECOND": 2})
In [18]: data["THIRD"] = 3
In [19]: data.update({'FOURTH': 4})

In [20]: data
Out[20]: {'first': 1, 'second': 2, 'third': 3, 'fourth': 4}

结论：

当需要对内置数据类型进行拓展, 并且想要覆写其某些标准功能能时，应该使用

UserDict

,

UserList

, 和

UserString,而不是直接继承dict,list, str.