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Python枚举类定义和使用(详解版)

一些具有特殊含义的类,其实例化对象的个数往往是固定的,比如用一个类表示月份,则该类的实例对象最多有 12 个;再比如用一个类表示季节,则该类的实例化对象最多有 4 个。

针对这种特殊的类,Python 3.4 中新增加了 Enum 枚举类。也就是说,对于这些实例化对象个数固定的类,可以用枚举类来定义。

例如,下面程序演示了如何定义一个枚举类:
from enum import Enum
class Color(Enum):
    # 为序列值指定value值
    red = 1
    green = 2
    blue = 3
如果想将一个类定义为枚举类,只需要令其继承自 enum 模块中的 Enum 类即可。例如在上面程序中,Color 类继承自 Enum 类,则证明这是一个枚举类。

在 Color 枚举类中,red、green、blue 都是该类的成员(可以理解为是类变量)。注意,枚举类的每个成员都由 2 部分组成,分别为 name 和 value,其中 name 属性值为该枚举值的变量名(如 red),value 代表该枚举值的序号(序号通常从 1 开始)。

和普通类的用法不同,枚举类不能用来实例化对象,但这并不妨碍我们访问枚举类中的成员。访问枚举类成员的方式有多种,例如以 Color 枚举类为例,在其基础上添加如下代码:
#调用枚举成员的 3 种方式
print(Color.red)
print(Color['red'])
print(Color(1))
#调取枚举成员中的 value 和 name
print(Color.red.value)
print(Color.red.name)
#遍历枚举类中所有成员的 2 种方式
for color in Color:
    print(color)
程序输出结果为:

Color.red
Color.red
Color.red
1
red
Color.red
Color.green
Color.blue


枚举类成员之间不能比较打下,但可以用 == 或者 is 进行比较是否相等,例如:
print(Color.red == Color.green)
print(Color.red.name is Color.green.name)
输出结果为:

Flase
Flase


需要注意的是,枚举类中各个成员的值,不能在类的外部做任何修改,也就是说,下面语法的做法是错误的:
Color.red = 4

除此之外,该枚举类还提供了一个 __members__ 属性,该属性是一个包含枚举类中所有成员的字典,通过遍历该属性,也可以访问枚举类中的各个成员。例如:
for name,member in Color.__members__.items():
    print(name,"->",member)
输出结果为:

red -> Color.red
green -> Color.green
blue -> Color.blue


值得一提的是,Python 枚举类中各个成员必须保证 name 互不相同,但 value 可以相同,举个例子:
from enum import Enum

class Color(Enum):
    # 为序列值指定value值
    red = 1
    green = 1
    blue = 3
print(Color['green'])
输出结果为:

Color.red

可以看到,Color 枚举类中 red 和 green 具有相同的值(都是 1),Python 允许这种情况的发生,它会将 green 当做是 red 的别名,因此当访问 green 成员时,最终输出的是 red。

在实际编程过程中,如果想避免发生这种情况,可以借助 @unique 装饰器,这样当枚举类中出现相同值的成员时,程序会报 ValueError 错误。例如:
#引入 unique
from enum import Enum,unique
#添加 unique 装饰器
@unique
class Color(Enum):
    # 为序列值指定value值
    red = 1
    green = 1
    blue = 3
print(Color['green'])
运行程序会报错:

Traceback (most recent call last):
  File "D:\python3.6\demo.py", line 3, in <module>
    class Color(Enum):
  File "D:\python3.6\lib\enum.py", line 834, in unique
    (enumeration, alias_details))
ValueError: duplicate values found in <enum 'Color'>: green -> red


除了通过继承 Enum 类的方法创建枚举类,还可以使用 Enum() 函数创建枚举类。例如:
from enum import Enum
#创建一个枚举类
Color = Enum("Color",('red','green','blue'))

#调用枚举成员的 3 种方式
print(Color.red)
print(Color['red'])
print(Color(1))
#调取枚举成员中的 value 和 name
print(Color.red.value)
print(Color.red.name)
#遍历枚举类中所有成员的 2 种方式
for color in Color:
    print(color)
Enum() 函数可接受 2 个参数,第一个用于指定枚举类的类名,第二个参数用于指定枚举类中的多个成员。

如上所示,仅通过一行代码,即创建了一个和前面的 Color 类相同的枚举类。运行程序,其输出结果为:

Color.red
Color.red
Color.red
1
red
Color.red
Color.green
Color.blue

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