第五章自定义序列类

1.序列类型的分类

• 容器序列(元素类型可以不同)：list、tuple、deque
• 扁平序列(元素类型必须相同)：str、bytes、bytearray、array.array
• 可变序列(序列内容可以修改)：list、deque、bytearray、array
• 不可变(序列内容不可以修改)：str、tuple、bytes

2.序列的abc继承关系

• Sequence就是不可变序列的方法集合的抽象基类
• MutableSequence是集合了可变序列的方法和协议的抽象基类。

3.序列的+、+=和extend的区别

• +：加号两边都是相同的类型，并且返回一个新的对象
• +=：右侧只要是一个可迭代类型即可，不会返回一个新对象
  • +=内部调用魔法函数__iadd__，__iadd__内部调用extend函数遍历添加的对象放入左侧对象中

补充：extend和append函数区别

• extend：遍历元素一个一个放入其中
• append：直接放入其中变成嵌套

a = [1, 2]
c = a + [3, 4]  # +：只能相同类型，产生新对象
print(c)        # [1, 2, 3, 4]

a += (3, 4)  # +=：可以不同类型
print(a)     # [1, 2, 3, 4]

b = [10, 11]
b.extend((13, 14))
print(b)    # [10, 11, 13, 14]

b.append((1, 2))
print(b)    # [10, 11, 13, 14, (1, 2)]

4.实现可切片的对象

• list的切片：
  • 模式：[start:end:step]
  • 解释：
    • 第一个数字start表示切片开始的位置，默认0
    • 第二个数字end表示切片截止的位置，不包含end的数据
    • 第三个数字step表示切片的步长，默认1
    • 当start为0时可以省略，当end为列表长度时可以省略
    • 当step为1时可以省略，省略步长时可以同时省略最后一个冒号
    • 当step为负整数时，表示反向切片，这时候start应该比end的值要大才行

aList = [3, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 13, 15, 17]
print(aList[::])  # 返回包含原列表中所有元素的新列表
print(aList[::-1])  # 返回包含原列表中所有元素的逆序列表
print(aList[::2])  # 隔一个取一个，获取偶数位置的元素
print(aList[1::2])  # 隔一个取一个，获取奇数位置的元素
print(aList[3:6])  # 指定切片的开始和结束位置
aList[0:100]  # 切片结束位置大于列表长度时，从列表尾部截断
aList[100:]  # 切片开始位置大于列表长度时，返回空列表

aList[len(aList):] = [9]  # 在列表尾部增加元素
aList[:0] = [1, 2]  # 在列表头部插入元素
aList[3:3] = [4]  # 在列表中间位置插入元素
aList[:3] = [1, 2]  # 替换列表元素，等号两边的列表长度相等
aList[3:] = [4, 5, 6]  # 等号两边的列表长度也可以不相等
aList[::2] = [0] * 3  # 隔一个修改一个
print(aList)
aList[::2] = ['a', 'b', 'c']  # 隔一个修改一个
aList[::2] = [1, 2]  # 左侧切片不连续，等号两边列表长度必须相等
aList[:3] = []  # 删除列表中前3个元素

del aList[:3]  # 切片元素连续
del aList[::2]  # 切片元素不连续，隔一个删一个

• 实现对象切片：
  1. 重写__getitem__魔法函数
  2. 获得当前的类名
  3. 判断传入的参数是int类型还是slice类型
  4. int类型返回元素，切片类型返回对象

import numbers


class Group:
    # 支持切片操作
    def __init__(self, group_name, company_name, staffs):
        self.group_name = group_name
        self.company_name = company_name
        self.staffs = staffs

    def __reversed__(self):
        self.staffs.reverse()

    # 因为object[] 和 object[::]都会调动这个方法
    def __getitem__(self, item):
        # 取到class
        cls = type(self)
        # 判断传递进来的是slice类型还是int类型，返回不同的类型和操作，
        if isinstance(item, slice):
            return cls(group_name=self.group_name, company_name=self.company_name,
                       staffs=self.staffs[item])  # staffs = sel.staffs[:2] = ['wzh1', '123']
        if isinstance(item, numbers.Integral):
            return self.staffs[item]

    def __iter__(self):
        return iter(self.staffs)

    def __len__(self):
        return len(self.staffs)

    def __str__(self):
        return '组员有:{}'.format(self.staffs)

    def __contains__(self, item):
        if item in self.staffs:
            return True
        else:
            return False


st = ['wzh1', '123', '456', '789']
group = Group('A', 'TR', staffs=st)
sub_group = group[:2]  # 这里会调用__getitem__魔法函数
print(group)  # 这里会调用__str__魔法函数
print(sub_group)  # 这里会调用__str__魔法函数

if 'A' in group:  # 这里会调用__contains__魔法函数
    print('yes')

for i in group:  # 这里会调用__iter__魔法函数
    print(i)

reversed(group)  # 实际上是调用了__reversed__魔法函数
print(group)  # 这里会调用__str__魔法函数

5.bisect管理可排序序列

• 概念：用来处理已经排序的序列，并且可以维护已经排序的序列，只使用升序排列
• 查找方式：二分查找
• 拥有属性和函数
  • 属性：
    • bisect：返回会插入的位置，默认为bisect_right，相同数字默认放入右侧
    • insort：直接插入的位置，默认为insort_right，相同数字默认插入右侧
  • 函数：
    • insort_right：直接插入的位置，相同数字右侧
    • insort_left：直接插入的位置，相同数字左侧
    • bisect_right：返回会插入的位置，相同数字为右侧
    • bisect_left：返回会插入的位置，相同数字为左侧

import bisect
from collections import deque

# 用来处理已排序的序列，用来维持已排序的序列， 升序
# 二分查找
inter_list = deque()
bisect.insort(inter_list, 3)
bisect.insort(inter_list, 2)
bisect.insort(inter_list, 5)
bisect.insort(inter_list, 1)
bisect.insort(inter_list, 6)

print(bisect.bisect_left(inter_list, 3.0))   # 2
print(bisect.bisect(inter_list, 3.0))        # 3
print(bisect.bisect_right(inter_list, 3.0))  # 3
bisect.insort_left(inter_list, 3.0)
# 学习成绩
print(inter_list)   # deque([1, 2, 3.0, 3, 5, 6])

6.什么时候我们不该用列表

• array和list的区别：
  • array：只能放入相同的指定类型的数据，内存空间连续
  • list：可以放入不同类型的数据，内存空间不连续

my_array = array.array("i")
my_array.append(1)
my_array.append("abc")  # 报错

7.列表推导式、生成器表达式、字典推导式

• 使用范围：尽量保持可读性，不要太过复杂
• 优点：效率高，简洁
• 使用语法：
  • list：
    • 使用中括号[]：[表达式 for 变量 in 列表]    或者  [表达式 for 变量 in 列表 if 条件]
  • generator：
    • 使用小括号()：(表达式 for 变量 in 列表)    或者  (表达式 for 变量 in 列表 if 条件)
  • dict：
    • 使用花括号{}：{表达式 for 变量 in 列表}    或者  {表达式 for 变量 in 列表 if 条件}

# 列表推导式
# 1.提取出1-20之间的奇数
odd_list = []
for i in range(21):
    if i % 2 == 1:
        odd_list.append(i)
print(odd_list)

# 使用列表推导式
odd_list = [x for x in range(21) if x % 2 == 1]
print(odd_list)


# 列表推导式的格式
# [on True for x in iteralbe 条件表达式(过滤)]

# 逻辑复杂的情况
def handle_item(item):
    return item * item


odd_list = [handle_item(x) for x in range(21) if x % 2 == 1]
print(odd_list)
# 列表表达式的前面可以是一个函数,也可以是一个函数,但是不能是匿名函数

# 生成器表达式,将列表推导式的[]改成(),就变成了生成器表达式
gen = (x for x in range(21) if x % 2 == 1)
print(gen)  # <generator object <genexpr> at 0x000001CF1B01C8E0>
print(type(gen))  # <class 'generator'>
for item in gen:
    print(item)

# 字典推导式,颠倒key和value
my_dict = {'bob1': 22, 'bob3': 23, 'bob4': 5}

reversed_dict = {value: key for key, value in my_dict.items()}
print(reversed_dict)

# 集合推导式 set
# 如何将一个字典的key全部放到一个集合当中.
my_set = {key for key in my_dict.keys()}
# 也可以使用
my_set = set(my_dict.keys())
print(type(my_set))
print(my_set)