別再說Python沒有枚舉類型了,好好看看

《別再說Python沒有枚舉類型了,好好看看》

枚舉類型可以看作是一種標籤或是一系列常量的集合,通常用於表示某些特定的有限集合,例如星期、月份、狀態等。

Python 的原生類型(Built-in types)里並沒有專門的枚舉類型,但是我們可以通過很多方法來實現它,例如字典、類等:

MiracleLove = {'MON': '林志玲', 'TUS': '陳意涵', 'WEN': '張柏芝', 'THU': '辛芷蕾', 'FRI': '周冬雨'}

class MiracleLove:
   MON = '林志玲'
   TUS = '陳意涵'
   WEN = '張柏芝'
   THU = '辛芷蕾'
   FRI = '周冬雨'

上面兩種方法可以看做是簡單的枚舉類型的實現。

如果只在局部範圍內用到了這樣的枚舉變量是沒有問題的。

但問題在於它們都是可變的(mutable),也就是說可以在其它地方被修改從而影響其正常使用:

MiracleLove['MON'] = MiracleLove['FRI']
print(MiracleLove)

通過類定義的枚舉甚至可以實例化,變得不倫不類:

ml = MiracleLove()
print(ml.MON)

MiracleLove.MON = 2
print(ml.MON)

當然也可以使用不可變類型(immutable),例如元組,但是這樣就失去了枚舉類型的本意,將標籤退化為無意義的變量:

MiracleLove = ('R', 'G', 'B')
print(MiracleLove[0], MiracleLove[1], MiracleLove[2])

為了提供更好的解決方案,Python 通過 PEP 435 在 3.4 版本中添加了 enum 標準庫,3.4 之前的版本也可以通過 pip install enum 下載兼容支持的庫。

enum 提供了 Enum/IntEnum/unique 三個工具,用法也非常簡單,可以通過繼承 Enum/IntEnum 定義枚舉類型,其中 IntEnum 限定枚舉成員必須為(或可以轉化為)整數類型,而 unique 方法可以作為修飾器限定枚舉成員的值不可重複:

from enum import Enum, IntEnum, unique

try:
   @unique
   class MiracleLove(Enum):
       MON = '林志玲'
       TUS = '陳意涵'
       WEN = '張柏芝'
       THU = '辛芷蕾'
       FRI = '周冬雨'
except ValueError as e:
   print(e)
   
# duplicate values found in <enum 'MiracleLove'>: FRI -> MON
try:
   class MiracleLove(IntEnum):
       MON = 1
       TUS = 2
       WEN = 3
       THU = 4
       FRI = '周冬雨'
except ValueError as e:
   print(e)

# invalid literal for int() with base 10: '周冬雨'

更有趣的是 Enum 的成員均為單例(Singleton),並且不可實例化,不可更改:

class MiracleLove(Enum):
   MON = '林志玲'
   TUS = '陳意涵'
   WEN = '張柏芝'
   THU = '辛芷蕾'
   FRI = '周冬雨'

try:
   MiracleLove.MON = 2
except AttributeError as e:
   print(e)

# Cannot reassign members.

雖然不可實例化,但可以將枚舉成員賦值給變量:

mon = MiracleLove(0)
tus = MiracleLove(1)
wen = MiracleLove(2)
print(mon, tus, wen)

# MiracleLove.MON 
# MiracleLove.TUS 
# MiracleLove.WEN

也可以進行比較判斷:

print(mon is MiracleLove.MON)
print(mon == MiracleLove.MON)
print(mon is tus)
print(wen != MiracleLove.TUS)
print(mon == 0) # 不等於任何非本枚舉類的值

# True
# True
# False
# True
# False

最後一點,由於枚舉成員本身也是枚舉類型,因此也可以通過枚舉成員找到其它成員:

print(mon.TUS)
print(mon.TUS.WEN.MON)

# MiracleLove.TUS
# MiracleLove.MON

但是要謹慎使用這一特性,因為可能與成員原有的命名空間中的名稱相衝突:

print(mon.name, ':', mon.value)

class Attr(Enum):
   name  = 'NAME'
   value = 'VALUE'

print(Attr.name.value, Attr.value.name)

# R : 0
# NAME value

總結:

enum 模塊的用法很簡單,功能也很明確,但是其實現方式卻非常值得學習。如果你想更深入了解更多 Python 中關於 Class 和 Metaclass 的黑魔法,又不知道如何入手,那麼不妨閱讀一下 enum 的源碼。

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