一文带你走进Python中的数据类
数据类适用于Python3.7或更高版本，它不仅可以用作数据容器，还可以编写样板代码，简化创建类的过程。
创建第一个数据类
创建一个数据类，该数据类表示三维坐标系中的一个点。
@dataclass装饰器用于创建数据类。x，y和z是数据类中的字段。注意要使用类型注释来指定字段的数据类型，但是类型注释不是静态类型声明，这意味着仍然可以为x，y或z字段传递除int之外的任何数据类型。
from dataclasses import dataclass @dataclass classCoordinate: x: int y: int z: int
默认情况下，数据类附带有init、repr和 eq方法，因此我们不必自己实现。但是如果init、repr和eq没有在Coordinate类中实现，有了数据类，我们仍然可以使用这些方法，这样非常节省时间。
from dataclasses import dataclass @dataclass classCoordinate: x: int y: int z: int a =Coordinate(4, 5, 3) print(a) # output: Coordinate(x=4, y=5, z=3)
字段的默认值
编码者可以为字段分配默认值。如下所示，数据类中的pi字段被分配了默认值：
from dataclasses import dataclass @dataclass classCircleArea: r: int pi: float =3.14 @property defarea(self): return self.pi * (self.r **2) a =CircleArea(2) print(repr(a)) # output: CircleArea(r=2, pi=3.14) print(a.area) # output: 12.56
自定义字段和数据类
设置dataclass装饰器或field函数的参数可以自定义字段和数据类。自定义过程将用例子进行说明，本文结尾也会给出字段和数据类的所有参数。
数据类可变还是不可变?
默认情况下，数据类是可变的，这意味着可以为字段分配值。但我们可以通过将frozen参数设置为True来使其不可变
可变示例：
from dataclasses import dataclass @dataclass classCircleArea: r: int pi: float =3.14 @property defarea(self): return self.pi * (self.r **2) a =CircleArea(2) a.r =5 print(repr(a)) # output: CircleArea(r=5, pi=3.14) print(a.area) # output: 78.5
不可变示例：
设置frozen为 True，将无法再为字段分配值。在下面的示例中可以看到异常输出。
from dataclasses import dataclass @dataclass(frozen=True) classCircleArea: r: int pi: float =3.14 @property defarea(self): return self.pi * (self.r **2) a =CircleArea(2) a.r =5 # Exceptionoccurred: dataclasses.FrozenInstanceError: # cannot assign tofield 'r'
比较数据类
假设要创建一个表示Vector的数据类并进行比较，你会怎么做?当然需要使用诸如lt或gt之类的方法啦。
默认情况下，数据类的order参数为 False。将其设置为True，会自动为数据类生成 lt、le、gt和ge方法。因此，可以按顺序比较对象，就像它们是其字段的元组一样。
研究下面的示例：将order设置为True就可以比较v2和v1。这里存在一个逻辑比较的问题。当v2> v1时，它将比较这两个向量，例如(8，15)>(7，20)。因此，v2> v1的输出将为True。
回想一下，元组比较是逐个按照顺序进行的。首先将8和7进行比较，结果为True，那么比较结果就为True。如果它们相等，则比较15> 20，结果为False：
from dataclasses import dataclass,field @dataclass(order=True) classVector: x: int y: int v1 =Vector(8, 15) v2 =Vector(7, 20) print(v2 > v1)
显然这种比较没有任何意义。笔者最初想通过向量的大小来比较它们。但问题是，不可能在创建每个实例时，都要自己计算Vector的大小。
在这种情况下，field函数和post_init方法更有用。field函数能自定义magnitude字段。而post_init方法则会确定初始化后该矢量的大小。
还可以使用数据类中的field函数来自定义magnitude字段。通过将init设置为False，基本可以不需要init方法中的magnitude参数。因为初始化后才使用post_init方法来确定其值：
from dataclasses import dataclass, field @dataclass(order=True) classVector: magnitude: float =field(init=False) x: int y: int def__post_init__(self): self.magnitude = (self.x **2+ self.y **2) **0.5 v1 =Vector(9, 12) print(v1) # output: Vector(magnitude=15.0, x=9,y=12) v2 =Vector(8, 15) print(v2) # output: Vector(magnitude=17.0, x=8,y=15) print(v2 > v1) # output: True
将数据类转换为字典或元组
从元组或字典中获取数据类的属性，只需要从数据类中导入asdict和astuple函数：
from dataclasses import dataclass,asdict, astuple
@dataclass
classVector:
x: int
y: int
z: int
v =Vector(4, 5, 7)
print(asdict(v)) # output: {'x': 4, 'y': 5, 'z': 7}
print(astuple(v)) # output: (4, 5, 7) 继承
可以像Python中的普通类一样对数据类进行子类化：
from dataclasses import dataclass
@dataclass
classEmployee:
name: str
lang: str
@dataclass
classDeveloper(Employee):
salary: int
Halil=Developer('Halil', 'Python', 5000)
print(Halil) # Output: Developer(name='Halil',lang='Python', salary=5000) 使用继承时经常会忽视一点：默认情况下，当将lang字段设置为Python时，必须为lang字段之后的字段提供默认值：
from dataclasses import dataclass
@dataclass
classEmployee:
name: str
lang: str ='Python'
@dataclass
classDeveloper(Employee):
salary: int
Halil=Developer('Halil', 'Python', 5000)
# Output:TypeError: non-default argument 'salary' follows default argument 原因在于init方法。回想一下，具有默认值的参数应该位于没有默认值的参数之后：
def__init__(name: str,lang: str ='Python', salary: int): ...
通过对sanlary字段设置默认值来对其进行修复：
from dataclasses import dataclass
@dataclass
classEmployee:
name: str
lang: str ='Python'
@dataclass
classDeveloper(Employee):
salary: int =0
Halil=Developer('Halil', 'Python', 5000)
print(Halil) # output: Developer(name='Halil',lang='Python', salary=5000) slots的好处
默认情况下，属性存储在字典中。使用slots可以更快地访问属性并且内存占用更少。
from dataclasses import dataclass
@dataclass
classEmployee:
name: str
lang: str
Halil=Employee('Halil', 'Python')
print(Halil.__dict__) # name': 'Halil', 'lang': 'Python'} slots内存占用更小，访问属性更快。
from dataclasses import dataclass
@dataclass
classEmployee:
__slots__ = ('name', 'lang')
name: str
lang: str
Halil=Employee('Halil', 'Python') 数据类参数
刚刚我们更改了数据类装饰器中的某些参数，以自定义数据类。以下是参数列表：
- nit：如果为True，则在数据类中生成init方法。(默认为True)
- repr：如果为True，则在数据类中生成repr方法。(默认为True)
- eq：如果为True，则在数据类中生成eq方法。(默认为True)
- order：如果为True，则在数据类中生成lt，le，gt和ge方法。(默认为False)
- unsafe_hash：如果为True，则在数据类中生成hash方法。(默认为False)
- frozen：如果为True，则不能给字段分配值。(默认为False。)
注意，如果order为True，eq必须也为True，否则将引发ValueError异常。