[python][collections] namedtuple 命名元組

關於 collections 模塊

python 自帶的一些數據類型已經很是實用了，但在一些狀況下，原生的數據結構並不能知足咱們的需求。而在 python 中，想從底層定義一種數據類型又特別困難。所以， python 在它的 collections 模塊中又爲咱們提供了幾種新的數據類型，靈活的使用它們將會提高咱們編寫程序的效率。

1. 爲何要用命名元組

不少時候，咱們須要用比較規範的形式將數據組織在一塊兒，而對於簡單的數據，使用結構體就有一些大材小用了。這個時候， namedtuple 這個類就能夠很好地幫咱們解決這一個問題。

2. 定義元組

命名元組的定義方式是： namedtuple(typename, field_names) ，其中 typename 是這一種命名元組的名字，而 field_names 是元素對應的名稱，並且它能夠爲下面的任意一種形式：

• ['x', 'y']

• 'x y'

• 'x, y'

介紹了申明的方法了以後，咱們就拿一個最簡單的例子來實戰一下。在 python 程序中，咱們常常用到「點」這樣的類型，而這種時候命名元組的便捷性就體現出來了。

from collections import namedtuple
p = namedtuple('Point', ['x', 'y'])

這樣，咱們就定義了一種新的命名元組，接下來咱們就可使用它了。

3. 使用元組

接下來，咱們用定義好的命名元組建立兩個新的元組：

a = p(1, 2)
b = p(x=3, y=4)
print(a)

能夠看到，初始化命名元組時，直接賦值與關鍵字賦值都是能夠的，而這一段程序的輸出結果是：

Point(x=1, y=2)

前面的 Point ，就是咱們剛剛標記的命名元組名稱。這樣就說明 a 和 b 這兩個變量已是 Point 類型的了。此時，咱們試一下求一下這兩個點之間的距離。

dis = lambda a, b : ((a.x - b.x) ** 2 + (a.y - b.y) ** 2) ** 0.5
print(dis(a, b))

2.8284271247461903

能夠看到，這個時候咱們就能夠經過 a.x 這樣的形式訪問命名元組中的元素了。固然，咱們仍是能夠像以前同樣，使用 a[0] 來獲取第一個元素。

4. 將一個列表導入到命名元組

有些時候，咱們想將一個列表導入到命名元組中，這個時候咱們就可使用 _make() 方法來完成。

l = [1, 2]
a = p._make(l)
print(a)

Point(x=1, y=2)

有些時候，將列表轉化爲命名元組，會更有利於數據的處理，所以要靈活使用這一項功能。

5. 修改命名元組的值

標題看上去很使人疑惑--一個元組的值怎麼能被修改呢。其實所謂的「修改」，就是新建一個修改後的元組，替換原有的元組，這樣至關於間接地完成了元組的修改。而這一個功能能夠經過內置方法 _replace() 來實現。

a = p(x=1, y=2)
a._replace(x=3)
print(a)

Point(x=3, y=2)

這樣經過內置方法，咱們就能夠去「修改」命名元組的值了。

6. 命名元組的嵌套

比方說，我以前定義了一個命名元組叫 Point，而我如今想要定義一個正方形 Square ，它由 x, y, a 組成。那麼這個時候，咱們可否套用以前 Point 的定義，去組合出 Square 這個類型呢？

這固然是能夠的，當咱們使用命名元組的 _fields 這一個屬性時，它將會返回這個元組組成的元素名稱。

>>> p._fields
('x', 'y')

而將這個返回值用於定義新命名元組時的參數設定，咱們也就實現了命名元組的嵌套：

sq = namedtuple('Square', p.fields + ('a',))
s = sq(1, 1, 4)
print(s)

Square(x=1, y=1, a=4)

這樣咱們就實現了一個正方形的定義。那咱們能不能用另方法，去定義實現一種新的命名元組"矩形" Rectangle ，它由兩組 x ， y 座標組成呢？

rect = namedtuple('Rectangle', p._fields * 2)

Encountered duplicate field name: 'x'

能夠看到，它提示咱們有重複的屬性 x ，由於命名元組要求參數惟一，這也是命名元組相較於結構體的一個缺陷。這時咱們只能老老實實的用不一樣的變量名了。。。

rect = namedtuple('Rectangle', 'x1 y1 x2 y2')
r = rect(0, 0, 4, 4)
print(r)

Rectangle(x1=0, y1=0, x2=4, y2=4)

結語

正確地使用 namedtuple 可使咱們的代碼變得更加直觀，而且相較於結構體，它的定義更加的輕量化。不過固然，在某些狀況下，咱們仍是須要使用結構體來完成更復雜的操做。所以咱們在編程時應看成出合理的選擇，這樣才能發揮 python 最大的效率。