## 問題 你想實現一個自定義的類來模擬內置的容器類功能，比如列表和字典。但是你不確定到底要實現哪些方法。 ## 解決方案 `collections` 定義了很多抽象基類，當你想自定義容器類的時候它們會非常有用。比如你想讓你的類支持迭代，那就讓你的類繼承 `collections.Iterable` 即可： import collections class A(collections.Iterable): pass 不過你需要實現 `collections.Iterable` 所有的抽象方法，否則會報錯: >>> a = A() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: Can't instantiate abstract class A with abstract methods __iter__ >>> 你只要實現 `__iter__()` 方法就不會報錯了(參考4.2和4.7小節)。 你可以先試著去實例化一個對象，在錯誤提示中可以找到需要實現哪些方法： >>> import collections >>> collections.Sequence() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: Can't instantiate abstract class Sequence with abstract methods \ __getitem__, __len__ >>> 下面是一個簡單扼示例，繼承自上面Sequence抽象類，并且實現元素按照順序存儲： class SortedItems(collections.Sequence): def __init__(self, initial=None): self._items = sorted(initial) if initial is not None else [] # Required sequence methods def __getitem__(self, index): return self._items[index] def __len__(self): return len(self._items) # Method for adding an item in the right location def add(self, item): bisect.insort(self._items, item) items = SortedItems([5, 1, 3]) print(list(items)) print(items[0], items[-1]) items.add(2) print(list(items)) 可以看到，SortedItems跟普通的序列沒什么兩樣，支持所有常用操作，包括索引、迭代、包含判斷，甚至是切片操作。 這里面使用到了 `bisect` 模塊，它是一個在排序列表中插入元素的高效方式。可以保證元素插入后還保持順序。 ## 討論 使用 `collections` 中的抽象基類可以確保你自定義的容器實現了所有必要的方法。并且還能簡化類型檢查。你的自定義容器會滿足大部分類型檢查需要，如下所示： >>> items = SortedItems() >>> import collections >>> isinstance(items, collections.Iterable) True >>> isinstance(items, collections.Sequence) True >>> isinstance(items, collections.Container) True >>> isinstance(items, collections.Sized) True >>> isinstance(items, collections.Mapping) False >>> `collections` 中很多抽象類會為一些常見容器操作提供默認的實現，這樣一來你只需要實現那些你最感興趣的方法即可。假設你的類繼承自 `collections.MutableSequence` ，如下： class Items(collections.MutableSequence): def __init__(self, initial=None): self._items = list(initial) if initial is not None else [] # Required sequence methods def __getitem__(self, index): print('Getting:', index) return self._items[index] def __setitem__(self, index, value): print('Setting:', index, value) self._items[index] = value def __delitem__(self, index): print('Deleting:', index) del self._items[index] def insert(self, index, value): print('Inserting:', index, value) self._items.insert(index, value) def __len__(self): print('Len') return len(self._items) 如果你創建 `Items` 的實例，你會發現它支持幾乎所有的核心列表方法(如append()、remove()、count()等)。下面是使用演示： >>> a = Items([1, 2, 3]) >>> len(a) Len 3 >>> a.append(4) Len Inserting: 3 4 >>> a.append(2) Len Inserting: 4 2 >>> a.count(2) Getting: 0 Getting: 1 Getting: 2 Getting: 3 Getting: 4 Getting: 5 2 >>> a.remove(3) Getting: 0 Getting: 1 Getting: 2 Deleting: 2 >>> 本小節只是對Python抽象類功能的拋磚引玉。`numbers` 模塊提供了一個類似的跟整數類型相關的抽象類型集合。可以參考8.12小節來構造更多自定義抽象基類。