Python 中的结构体

Python 是一种面向对象的编程语言，这意味着它具有类和对象。而 C 不是一种面向对象的编程语言，这意味着只能使用它执行函数式编程。但是 C 语言中有结构，它是用户定义的数据类型。

我们在 Python 中没有结构，但我们可以使用其他对象（即数据类）实现它们或表示它们的行为。数据类是只包含字段和用于操作这些字段的 CRUD 方法（getter 和 setter）的类。这些类的主要目标是以包的形式存储数据或表示一些数据。数据类代表实体，并且由于实体具有多个参数或属性，因此数据类可以更轻松地将所有内容打包到单个对象下。

在本文中，我们将学习如何在 Python 中使用数据类。

Python 中的 dataclass

Python 3.7 引入了数据类。尽管可以使用原始 Python 类来实现数据类，但数据类在幕后实现了大部分所需的功能，从而使数据类的 Python 代码更短且可读。使用原始 Python 类的实现将允许更多的控制，但对于更大的数据类，实现可能会变得混乱和庞大，使其难以管理。

Python 有一个装饰器 dataclass，定义在 dataclasses 模块中。该装饰器会自动添加数据类中所需的特殊方法，例如 __init__()、__repr__() 等。

这是一个例子。

from dataclasses import dataclass


@dataclass
class Item:
    name: str
    price: float
    quantity: int

    def total_cost(self) -> float:
        return self.price * self.quantity

如上所述，@dataclass 装饰器会自动添加特殊方法。这意味着将自动添加以下 __init__() 方法。

def __init__(self, name: str, price: float, quantity: int = 0):
    self.name = name
    self.price = price
    self.quantity = quantity

此外，该数据类可用于创建 Item 类型的对象，并且可以将这些对象视为普通类对象。

from dataclasses import dataclass


@dataclass
class Item:
    name: str
    price: float
    quantity: int

    def total_cost(self):
        return self.price * self.quantity


a = Item("Chocolate", 25, 100)
b = Item("Chips", 35, 150)
c = Item("Cookie", 10, 50)
print(a)
print(b)
print(c)
print(a.total_cost())
print(b.total_cost())
print(c.total_cost())

dataclass 装饰器有一些参数，即

• init - True 默认情况下。如果 True，将定义数据类的 __init__() 方法。
• repr - True 默认情况下。如果 True，将定义数据类的 __repr__() 方法。
• eq - True 默认情况下。如果 True，将定义数据类的 __eq__() 方法。
• order - False 默认情况下。如果为 True，将定义数据类的 __lt__()、__le__()、__gt__() 和 __ge__() 方法。
• unsafe_hash - 默认情况下为 False。如果为 False，将定义数据类的 __hash__() 方法。
• frozen - 默认情况下是 False。如果为 True，数据类属性将被冻结。这意味着，一旦初始化，它们就不能被进一步操纵。
• match_args - 默认情况下为 True。
• kw_only - 默认情况下为 False。如果 True，数据类的所有字段都将被标记为仅关键字。
• slots - False 默认情况下。

当在类实现上放置 dataclass 装饰器时，可以配置这些参数。下面是一些相同的例子。

@dataclass
class A:
    pass


@dataclass(init=True, repr=True, order=True)
class B:
    pass


@dataclass(
    eq=True,
    order=False,
    unsafe_hash=True,
)
class C:
    pass

要了解有关模块 dataclasses 的更多信息，请参阅此处官方文档。