[流畅的Python][9][序列的修改、散列和切片]

1. 第10章 序列的修改、散列和切片
   1. 10.1 Vector类：用户定义的序列类型
   2. 10.2 Vector类第1版：与Vector2d类兼容
   3. 10.3 协议和鸭子类型
   4. 10.4 Vector类第2版：可切片的序列

第10章 序列的修改、散列和切片

不要检查它是不是鸭子，它的叫声像不像鸭子、它的走路姿势像不像鸭子，等等。具体检查什么取决于你想使用语言的哪些行为

• 在大量代码之间，我们将穿插讨论一个概念：把协议当作正式接口。我们将说明协议与鸭子类型之间的关系，以及对自定义类型的实际影响

10.1 Vector类：用户定义的序列类型

• 我们将使用组合模式实现Vector类，而不使用继承

• 向量的分量存储在浮点数数组中，而且还将实现不可变扁平序列所需的方法

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10.2 Vector类第1版：与Vector2d类兼容

• 示例：第 1 版 Vector 类的实现代码

  from array import array
  import reprlib
  import math
  
  
  class Vector:
      typecode = 'd'
  
      # self._components是“受保护的”实例属性，把Vector的分量保存在一个数组中
      def __init__(self, components):
          self._components = array(self.typecode, components)
  
      # 为了迭代，我们使用self._components构建一个迭代器
      def __iter__(self):
          return iter(self._components)
  
      def __repr__(self):
          # 使用reprlib.repr()函数获取self._components的有限长度表示形式(如array('d', [0.0, 1.0, 2.0, 3.0, ...]))
          components = reprlib.repr(self._components)
          # 把字符串插入Vector的构造方法调用之前，去掉前面的 array('d' 和后面的 )
          components = components[components.find('('):-1]
          return 'Vector({})'.format(components)
  
      def __str__(self):
          return str(tuple(self))
  
      def __bytes__(self):
          # 直接使用self._components构建bytes对象
          return bytes([ord(self.typecode)]) + bytes(self._components)
  
      def __eq__(self, other):
          return tuple(self) == tuple(other)
  
      def __abs__(self):
          # 先计算各分量的平方之和，然后再使用sqrt方法开平方
          return math.sqrt(sum(x * x for x in self))
  
      def __bool__(self):
          return bool(abs(self))
  
      @classmethod
      def frombytes(cls, octets):
          typecode = chr(octets[0])
          memv = memoryview(octets[1:]).cast(typecode)
          return cls(memv)

• 对 repr()函数的理解

  • 调用repr()函数的目的是调试，因此绝对不能抛出异常
  • 如果__repr__方法的实现有问题，那么必须处理，尽量输出有用的内容，让用户能够识别目标对象

• 使用reprlib.repr()的方式

  • 这个函数用于生成大型结构或递归结构的安全表示形式
  • 它会限制输出字符串的长度，用’…'表示截断的部分

• 示例：测试 Vector.__init__ 和 Vector.__repr__

>>> Vector([3.1, 4.2])
Vector([3.1, 4.2])
>>> Vector([3, 4, 5])
Vector([3, 4, 5])
>>> Vector(range(10))
Vector([0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, ...])

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10.3 协议和鸭子类型

• 协议

  • 在Python中创建功能完善的序列类型无需使用继承，只需实现符合序列协议的方法
  • 在面向对象编程中，协议是非正式的接口，只在文档中定义，在代码中不定义
  • 例如，Python的序列协议只需要 __len__ 和 __getitem__两个方法。任何类，只要使用标准的签名和语义实现了这两个方法，就能用在任何期待序列的地方

• 鸭子类型

  • 不要检查它是不是鸭子，它的叫声像不像鸭子、它的走路姿势像不像鸭子，等等。具体检查什么取决于你想使用语言的哪些行为
  • 我们说它是序列，因为它的行为像序列，这才是重点

• 另外

  • 协议是非正式的，没有强制力。因此如果你知道类的具体使用场景，通常只需要实现一个协议的部分
  • 例如，为了支持迭代，只需要实现 __getitem__ 方法，没必要提供 __len__ 方法

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10.4 Vector类第2版：可切片的序列