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如何使用Python继承机制(子类化内置类型)

我们知道,Python 中内置有一个 object 类,它是所有内置类型的共同祖先,也是所有没有显式指定父类的类(包括用户自定义的)的共同祖先。因此在实际编程过程中,如果想实现与某个内置类型具有类似行为的类时,最好的方法就是将这个内置类型子类化。

置类型子类化,其实就是自定义一个新类,使其继承有类似行为的内置类,通过重定义这个新类实现指定的功能。

举个例子,如下所示创建了一个名为 newDict 的类,其中 newDictError 是自定义的异常类:
class newDictError(ValueError):
  """如果向newDict 添加重复值,则引发此异常"""

class newDict(dict):
  """不接受重复值的字典"""
  def __setitem__(self,key,value):
    if value in self.values():
      if ((key in self and self[key]!=value) or (key not in self)):
        raise newDictError("这个值已经存在,并对应不同的键")
    super().__setitem__(key,value)
demoDict = newDict()
demoDict['key']='value'
demoDict['other_key']='value2'
print(demoDict)
demoDict['other_key']='value'
print(demoDict)
运行结果为:

{'key': 'value', 'other_key': 'value2'}
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\mengma\Desktop\demo.py", line 15, in <module>
    demoDict['other_key']='value'
  File "C:\Users\mengma\Desktop\demo.py", line 9, in __setitem__
    raise newDictError("这个值已经存在,并对应不同的键")
newDictError: 这个值已经存在,并对应不同的键

可以看到,newDict 是 Python 中 dict 类型的子类,所以其大部分行为都和 dict 内置类相同,唯一不同之处在于,newDict 不允许字典中多个键对应相同的值。如果用户试图添加具有相同值的新元素,则会引发 newDictError 异常,并给出提示信息。

由于目前尚未学习如何处理异常,因此这里没有 newDictError 做任何处理,异常处理会在后续章节做详细讲解。


另外,如果查看现有代码你会发现,其实很多类都是对 Python 内置类的部分实现,它们作为子类的速度更快,代码更整洁。

比如,list 类型用来管理序列,如果一个类需要在内部处理序列,那么就可以对 list 进行子类化,示例代码如下:
class myList(list):
  def __init__(self,name):
    self.name = name

  def dir(self,nesting = 0):
    offset = " " * nesting
    print("%s%s/" % (offset,self.name))

    for element in self:
      if hasattr(element , 'dir'):
        element.dir(nesting + 1)
      else:
        print("%s %s" % (offset,element))

demoList = myList('C语言中文网')
demoList.append('http://c.biancheng.net')
print(demoList.dir())
运行结果如下:

C语言中文网/
http://c.biancheng.net
None

其实,除了 Python 中常用的基本内置类型,collections 模块中还额外提供了很多有用的容器,这些容器可以满足大部分情况。

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