collections.abc – 抽象基类详解(33)Python语言(必读进阶学习教程)(参考资料)
该模块提供抽象基类,可用于测试类是否提供特定接口;例如,这个类是否可哈希,或其是否为映射类。
集合抽象基类
集合模块提供以下抽象基类:
抽象基类 | 继承自 | 抽象方法 | Mixin方法 |
---|---|---|---|
Container |
__contains__ |
||
Hashable |
__hash__ |
||
Iterable |
__iter__ |
||
Iterator |
Iterable |
__next__ |
__iter__ |
Reversible |
Iterable |
__reversed__ |
|
Generator |
Iterator |
send , throw |
close ,__iter__ ,__next__ |
Sized |
__len__ |
||
Callable |
__call__ |
||
Collection |
Sized ,Iterable ,Container |
__contains__ ,__iter__ ,__len__ |
|
Sequence |
Reversible ,Collection |
__getitem__ ,__len__ |
__contains__ ,__iter__ ,__reversed__ ,index ,和count |
MutableSequence |
Sequence |
__getitem__ ,__setitem__ ,__delitem__ ,__len__ , insert |
继承Sequence 方法和 append ,reverse ,extend ,pop , remove ,和__iadd__ |
ByteString |
Sequence |
__getitem__ ,__len__ |
继承Sequence 方法 |
Set |
Collection |
__contains__ ,__iter__ ,__len__ |
__le__ ,__lt__ ,__eq__ ,__ne__ ,__gt__ ,__ge__ ,__and__ ,__or__ ,__sub__ ,__xor__ ,和isdisjoint |
MutableSet |
Set |
__contains__ ,__iter__ ,__len__ , add ,discard |
继承Set 方法和 clear ,pop ,remove ,__ior__ , __iand__ ,__ixor__ ,和__isub__ |
Mapping |
Collection |
__getitem__ ,__iter__ ,__len__ |
__contains__ ,keys ,items ,values ,get ,__eq__ ,和__ne__ |
MutableMapping |
Mapping |
__getitem__ ,__setitem__ ,__delitem__ ,__iter__ ,__len__ |
继承Mapping 方法和 pop ,popitem ,clear ,update ,和setdefault |
MappingView |
Sized |
__len__ |
|
ItemsView |
MappingView ,Set |
__contains__ , __iter__ |
|
KeysView |
MappingView ,Set |
__contains__ , __iter__ |
|
ValuesView |
MappingView ,Collection |
__contains__ , __iter__ |
|
Awaitable |
__await__ |
||
Coroutine |
Awaitable |
send , throw |
close |
AsyncIterable |
__aiter__ |
||
AsyncIterator |
AsyncIterable |
__anext__ |
__aiter__ |
AsyncGenerator |
AsyncIterator |
asend , athrow |
aclose ,__aiter__ ,__anext__ |
- class
collections.abc.
Container
- class
collections.abc.
Hashable
- class
collections.abc.
Sized
- class
collections.abc.
Callable
- 分别提供方法
__contains__()
、__hash__()
、__len__()
和的类的基础知识__call__()
。
- class
collections.abc.
Iterable
- 提供了
__iter__()
方法的抽象基类。检查 isinstance(obj, Iterable) 会检测注册为 Iterable 或具有 __iter__() 方法的类,但不会检测使用 __getitem__() 方法迭代的类。 确定对象是否可迭代的唯一可靠方法是调用 iter(obj)。
- class
collections.abc.
Collection
- 集合了 Sized 和 Iterable 类的抽象基类。
版本3.6中的新功能。
- class
collections.abc.
Iterator
- 提供了
__iter__()
和__next__()
方法的抽象基类。参见 iterator 的定义
- class
collections.abc.
Reversible
- 为可迭代类提供了
__reversed__()
方法的抽象基类。版本3.6中的新功能。
- class
collections.abc.
Generator
- 生成器类,实现了 PEP 342 中定义的协议,继承并扩展了迭代器,提供了
send()
,throw()
和close()
方法。参见 generator 的定义。版本3.5中的新功能。
- class
collections.abc.
Sequence
- class
collections.abc.
MutableSequence
- class
collections.abc.
ByteString
- 只读且可变的序列 sequences 的抽象基类。
实现注意事项:一些 mixin 方法,例如 __iter__()、__reversed__() 和 index(),会重复调用底层的 __getitem__() 方法。 因此,如果 __getitem__() 以恒定的访问速度实现,则 mixin 方法将具有线性性能; 然而,如果底层方法是线性的(就像链表一样),mixins 将具有二次性能并且可能需要被覆盖。
在 3.5 版更改: index() 方法添加了对停止和启动参数的支持。
- class
collections.abc.
Set
- class
collections.abc.
MutableSet
- 只读且可变的集合的抽象基类。
- class
collections.abc.
Mapping
- class
collections.abc.
MutableMapping
- 只读且可变的映射 mappings 的抽象基类。
- class
collections.abc.
MappingView
- class
collections.abc.
ItemsView
- class
collections.abc.
KeysView
- class
collections.abc.
ValuesView
- 映射及其键和值的视图 views 的抽象基类。
- class
collections.abc.
Awaitable
- 为可等待对象 awaitable 提供的类,可以被用于
await
表达式中。习惯上必须实现__await__()
方法。协程对象 Coroutine 和
Coroutine
抽象基类的实例都是这个抽象基类的实例。注意
在 CPython 里,基于生成器的协程(使用
types.coroutine()
或asyncio.coroutine()
包装的生成器)都是 可等待对象,即使他们不含有__await__()
方法。使用isinstance(gencoro, Awaitable)
来检测他们会返回False
。要使用inspect.isawaitable()
来检测他们。版本3.5中的新功能。
- class
collections.abc.
Coroutine
- 用于协程兼容类的ABC。这些实现以下方法,在定义协程对象:
send()
,throw()
,和close()
。自定义实现也必须实现__await__()
。所有Coroutine
实例也是实例Awaitable
。另见coroutine的定义。注意
在 CPython 里,基于生成器的协程(使用
types.coroutine()
或asyncio.coroutine()
包装的生成器)都是 可等待对象,即使他们不含有__await__()
方法。使用isinstance(gencoro, Coroutine)
来检测他们会返回False
。要使用inspect.isawaitable()
来检测他们。版本3.5中的新功能。
- class
collections.abc.
AsyncIterable
- 提供了
__aiter__
方法的抽象基类。参见 asynchronous iterable 的定义。版本3.5中的新功能。
- class
collections.abc.
AsyncIterator
- 提供了
__aiter__
和__anext__
方法的抽象基类。参见 asynchronous iterator 的定义。版本3.5中的新功能。
- class
collections.abc.
AsyncGenerator
- 为异步生成器类提供的抽象基类,这些类实现了定义在 PEP 525 和 PEP 492 里的协议。
版本3.6中的新功能。
这些抽象基类让我们可以确定类和示例拥有某些特定的函数,例如:
size = None
if isinstance(myvar, collections.abc.Sized):
size = len(myvar)
有些抽象基类也可以用作混入类(mixin),这可以更容易地开发支持容器 API 的类。例如,要写一个支持完整 Set
API 的类,只需要提供下面这三个方法: __contains__()
, __iter__()
和 __len__()
。抽象基类会补充上其余的方法,比如 __and__()
和 isdisjoint()
:
class ListBasedSet(collections.abc.Set):
''' Alternate set implementation favoring space over speed
and not requiring the set elements to be hashable. '''
def __init__(self, iterable):
self.elements = lst = []
for value in iterable:
if value not in lst:
lst.append(value)
def __iter__(self):
return iter(self.elements)
def __contains__(self, value):
return value in self.elements
def __len__(self):
return len(self.elements)
s1 = ListBasedSet('abcdef')
s2 = ListBasedSet('defghi')
overlap = s1 & s2 # The __and__() method is supported automatically
当把 Set
和 MutableSet
用作混入类时需注意:
- 由于某些集合操作会创建新集合,默认的混入方法需要一种从可迭代对象里创建新实例的方法。假如其类构造函数签名形如
ClassName(iterable)
,则其会调用一个内部的类方法_from_iterable()
,其中调用了cls(iterable)
来生成一个新集合。如果这个Set
混入类在类中被使用,但其构造函数的签名却是不同的形式,那么你就需要重载_from_iterable()
方法,将其编写成一个类方法,并且它能够从可迭代对象参数中构造一个新实例。 - 重载比较符时时(想必是为了速度,因为其语义都是固定的),只需要重定义
__le__()
和__ge__()
函数,然后其他的操作会自动跟进。 - 混入集合类
Set
提供了一个_hash()
方法为集合计算哈希值,然而,__hash__()
函数却没有被定义,因为并不是所有集合都是可哈希并且不可变的。为了使用混入类为集合添加哈希能力,可以同时继承Set()
和Hashable()
类,然后定义__hash__ = Set._hash
。
也可以看看
- OrderedSet recipe 是基于
MutableSet
构建的一个示例。 - 有关抽象基类的更多信息,请参阅抽象基类模块。