python中的枚举类型

枚举类型可以看作是一种标签或是一系列常量的集合,通常用于表示某些特定的有限集合,例如星期、月份、状态等。python 的原生类型(built-in types)里并没有专门的枚举类型,但是我们可以通过很多方法来实现它,例如字典、类等:

weekday = {
‘mon’: 1,
‘tus’: 2,
‘wen’: 3,
‘thu’: 4,
‘fri’: 5
}
class color:
red = 0
green = 1
blue = 2

上面两种方法可以看做是简单的枚举类型的实现,如果只在局部范围内用到了这样的枚举变量是没有问题的,但问题在于它们都是可变的(mutable),也就是说可以在其它地方被修改从而影响其正常使用:

weekday[‘mon’] = weekday[‘fri’]print(weekday)
{‘fri’: 5, ‘tus’:{‘fri’: 5, ‘tus’: 2, ‘mon’: 5, ‘wen’: 3, ‘thu’: 4}

通过类定义的枚举甚至可以实例化,变得不伦不类:

c = color()
print(c.red)
color.red = 2
print(c.red)0
2

当然也可以使用不可变类型(immutable),例如元组,但是这样就失去了枚举类型的本意,将标签退化为无意义的变量:

color = (‘r’, ‘g’, ‘b’)
print(color[0], color[1], color[2])r g b

为了提供更好的解决方案,python 通过 pep 435 在 3.4 版本中添加了 enum 标准库,3.4 之前的版本也可以通过 pip install enum 下载兼容支持的库。enum 提供了 enum/intenum/unique 三个工具,用法也非常简单,可以通过继承 enum/intenum 定义枚举类型,其中 intenum 限定枚举成员必须为(或可以转化为)整数类型,而 unique 方法可以作为修饰器限定枚举成员的值不可重复:

from enum import enum, intenum, uniquetry: @unique
class weekday(enum):
mon = 1
tus = 2
wen = 3
thu = 4
fri = 1except valueerror as e:
print(e)duplicate values found in : fri -> montry: class color(intenum):
red = 0
green = 1
blue = ‘b’except valueerror as e:
print(e)invalid literal for int() with base 10: ‘b’

更有趣的是 enum 的成员均为单例(singleton),并且不可实例化,不可更改:

class color(enum):
r = 0
g = 1
b = 2try:
color.r = 2except attributeerror as e:
print(e)cannot reassign members.

虽然不可实例化,但可以将枚举成员赋值给变量:

red = color(0)
green = color(1)
blue = color(2)
print(red, green, blue)color.r color.g color.b

也可以进行比较判断:

print(red is color.r)
print(red == color.r)
print(red is blue)
print(green != color.b)
print(red == 0) # 不等于任何非本枚举类的值true
true
false
true
false

最后一点,由于枚举成员本身也是枚举类型,因此也可以通过枚举成员找到其它成员:

print(red.b)
print(red.b.g.r)color.b
color.r

但是要谨慎使用这一特性,因为可能与成员原有的命名空间中的名称相冲突:

print(red.name, ‘:’, red.value)
class attr(enum):
name = ‘name’
value = ‘value’
print(attr.name.value, attr.value.name)r : 0
name value

总结

enum 模块的用法很简单,功能也很明确,但是其实现方式却非常值得学习。如果你想更深入了解更多 python 中关于 class 和 metaclass 的黑魔法,又不知道如何入手,那么不妨阅读一下 enum 的源码,或者关注接下来后面几篇的内容!

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