PythonI/O进阶学习笔记_4.自定义序列类(序列基类继承关系/可切片对象/推导式)

前言：

本文代码基于python3

Content：

1.python中的序列类分类

2. python序列中abc基类继承关系

3. 由list的extend等方法来看序列类的一些特定方法

4. list这种序列类的一大特点：切片。和如何实现可切片对象。到如何自定义一个序列类。

5. biset维护排序序列

6. 什么时候使用list

7.列表推导式、生成器表达式、字典推导式

1.python中的序列类分类

a.什么是python的序列类?

之前提到的魔法函数这种时候就很重要啦。满足序列类相关的协议就称为python里的序列类。python内置的序列类有dict、tuple、list等。

而我们自定义序列类的话，由于魔法函数的存在。序列的相关魔法方法允许我们自己创建的类拥有序列的特性，让其使用起来就像 python 的内置序列。

b.python按分类来看有哪些序列类？

- 容器序列：list，tuple，deque（可以放任意的类型的容器）

- 扁平序列：str，bytes，bytearray，array.array（可以使用 for循环遍历的）

- 可变序列：list，deque，bytearray，array

- 不可变：str，tuple，bytes

ps.这里推荐一本书 fluent python

Python标准库提供了大量使用C来实现的序列类型，

从序列中的元素类型是否一致作为标准，包括容器序列（Container sequences，包括list、tuple、collections.deque等）和固定序列（Flat sequences，包括str、bytes、bytearray、memoryview、array.array）等。

ps.容器序列中实际存放的元素是对其他任意对象的引用，而固定序列中存放是真正的是元素值，因此所有的元素必须是相同类型，并且只能是Python基本类型（字符、字节、数字等）的数据。

如果从序列中的元素是否能够被修改的标准来看，Python的序列类型又分为可变序列（Mutable sequences，包括list、bytearray、array.array、collections.deque、memoryview等）和不可变序列（Immutable sequences，包括tuple、str、bytes等）

c.序列常见操作

索引(index)分片(slicing)序列相加(拼接)乘法(重复)成员资格(in)长度(len)max()min()可以迭代
sortedenumeratezipfiltermap

2. python序列中的abc继承关系

在python的collection模块中，有abc模块，和容器相关的抽象基类和数据结构都在其中。

那么abc模块中，具体有哪些类呢？

其中，Sequence就是可变序列的方法集合的抽象基类，MutableSequence是集合了不可变序列的方法和协议的抽象基类。

这些抽象类之间的关系：

a.可变序列（MutableSequence）从不可变序列（Sequence）那里继承了一些方法.

b.Sequence继承了collection，collection又继承了Sized、Container、Iterable

c.python的内置序类型并没有直接继承这些基类，但是这些基类定义了某种特性序列的方法和协议，了解这些基类间的继承关系能很好的帮助我们了解python的内置序列类型。

综上可得图：

3.由list的extend等方法来看序列类的一些特定方法调用

对list序列进行添加操作一般有几种方法？

、 =、extend、append

这里有几个好玩的地方：

a. 和 =的区别

可以看到 =的对象可以是tuple，而 不可以。

实际上 =是调用了一个魔法函数 __iadd__实现的。使用 =的时候，实际上还是调用了extend方法。

extend传递的参数类型是可迭代类型，用for循环，它会遍历可迭代的类型，一个个加到列表里。

b.extend、append的区别

上面已经贴出了extend的实现，现在看append的实现：

很明显的一点，一个直接用insert把对象插入，一个遍历对象加入。

4. list这种序列类的一大特点：切片。和如何实现可切片对象。到如何自定义一个序列类。

a.python的切片的一些用法：

alist = [3,4,5,6,7,9,11,13,15,17]print(alist[::]) # 返回包含原列表中所有元素的新列表print(alist[::-1]) # 返回原列表的逆序排列print(alist[::2]) # 返回原列表的偶数位数据print(alist[1::2]) # 获取奇数位置的数据print(alist[3:6]) # 指定切片的开始和结束位置print(alist[0:100]) # 切片位置大于列表长度时,从列表尾部截断print(alist[100:]) # 切片开始位置大于列表长度时,返回空列表alist[len(alist):]=[9] # 在列表尾部增加元素print(alist)alist[:0] = [1,2] # 前面的0省略了,相当于是alist[0:0] = [1,2]print(alist)# 在列表的头部增加元素alist[3:3] =[4] # 在列表中间插入元素print(alist)alist[:3] = [1,2] # 相当于是alist[0:3] = [1,2] 替换列表元素alist[3:] = [4,5,6] # 替换元素,结果按照两边的最短元素来决定.print(alist)alist[:3] = []  # 删除列表中前三个元素del alist[:3] # 切片元素连续del alist[::2] # 隔一个删除一个,切片元素不连续

b.自己实现一个可切片的序列类（包括可切片、可添加等内置序列类型有的操作）

自定义序列的相关魔法方法允许我们自己创建的类拥有序列的特性，让其使用起来就像 python 的内置序列（dict,tuple,list,string等）。

如果要实现这个功能，就要遵循 python 的相关的协议。所谓的协议就是一些约定内容。例如，如果要将一个类要实现迭代，可以实现__iter__()或者__getitem__()其中一个方法。

例子：自定义一个可以被切片的Group类：

import numbersclass Group: # 支持切片操作 def __init__(self, group_name, company_name, staffs):  self.group_name = group_name  self.company_name = company_name  self.staffs = staffs def __reversed__(self):  self.staffs.reverse() # 因为object[] 和 object[::]都会调动这个方法 def __getitem__(self, item):  # 取到class  cls = type(self)  #判断传递进来的是slice类型还是int类型，返回不同的类型和操作，  if isinstance(item, slice):return cls(group_name=self.group_name, company_name=self.company_name,  staffs=self.staffs[item])  if isinstance(item, numbers.Integral):return self.staffs[item] def __iter__(self):  return iter(self.staffs) def __len__(self):  return len(self.staffs) def __str__(self):  return '组员有:{}'.format(self.staffs) def __contains__(self, item):  if item in self.staffs:return True  else:return Falsestaffs = ['tangrong1', '123', '456', '789']group = Group('A', 'TR', staffs=staffs)sub_group = group[:2]print(group)print(sub_group)if 'A' in group:  # 这里会调用__contains__魔