为什么 python dict 键/值不像鸭子一样嘎嘎叫？答案

【问题标题】：Why don't python dict keys/values quack like a duck?为什么 python dict 键/值不像鸭子一样嘎嘎叫？
【发布时间】：2023-03-24 22:30:01
【问题描述】：

Python 是duck typed，这通常可以避免在处理原始对象时强制转换 faff。

典型的例子（以及名称背后的原因）是鸭子测试：如果它看起来像鸭子，像鸭子一样游泳，像鸭子一样嘎嘎叫，那么它很可能是鸭子。

然而，一个值得注意的例外是 dict 键/值，它看起来像鸭子，像鸭子一样游泳，但值得注意的是 不像鸭子一样嘎嘎作响。

>>> ls = ['hello']
>>> d = {'foo': 'bar'}
>>> for key in d.keys():
..      print(key)
..
'foo'
>>> ls + d.keys()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only concatenate list (not "dict_keys") to list

谁能告诉我这是为什么？

【问题讨论】：

en.wikipedia.org/wiki/Duck_typing
ls + list(d.keys())?
I在较旧的 Python 版本中，dict.keys() 是一个列表，但它发生了变化，现在它是一个 dict 视图对象：来自帮助：D.keys() -> a set-like object providing a view on D's keys
Python 很清楚它不是一个列表：>>>d.keys() 返回dict_keys(['foo'])

标签： python language-design

【解决方案1】：

字典键实际上实现了集合的接口而不是列表的接口，所以你可以直接用字典键对其他集合进行集合操作：

d.keys() & {'foo', 'bar'} # returns {'foo'}

但它没有实现__getitem__、__setitem__、__delitem__和insert方法，这些方法需要像列表一样“嘎嘎”，所以它不能执行任何列表操作而不是首先显式转换为列表：

ls + list(d.keys()) # returns ['hello', 'foo']

【讨论】：

但是你不能连接列表+字典和字典实现__getitem__:>>> d.__getitem__ <built-in method __getitem__ of dict object at 0x0000000002FD9048>。 __getitem__ 未定义的事实不是原因。
@Jean-FrançoisFabre：字典缺少将对象视为列表所需的其他序列方法（例如__reversed__）。 docs.python.org/3/library/… 的表格是一个有用的参考。
如果你检查源代码，它真的比这更基础。它只是必须是list
PyList_Check?是的，你是对的，我想它在现实中更基本：CPython 检查对象类型的tp_flags 上是否设置了Py_TPFLAGS_LIST_SUBCLASS 位。所以这个答案解决了为什么 dict_keys 对象从 ABC 角度确实像列表一样嘎嘎作响，但更直接的答案可能是 dict_keys 不从列表继承并且失败PyList_Check。
所以这个投票率很高的答案是错误。我想人们对 dunder 方法的使用印象深刻。

【解决方案2】：

如果您进入d.keys() 的定义，您可以看到以下内容。

def keys(self): # real signature unknown; restored from __doc__
    """ D.keys() -> a set-like object providing a view on D's keys """
    pass

或者使用这种说法：

print(d.keys.__doc__)

它清楚地提到输出是set-like 对象。

现在您正尝试将一个集合附加到一个列表中。

您需要将集合转换为列表，然后附加它。

x = ls + list(d.keys())
print(x)
# ['hello', 'foo']

【讨论】：

【解决方案3】：

在 python 源代码中对list 类型（或其子类型）进行了显式检查（因此即使tuple 也不符合条件）：

static PyObject *
list_concat(PyListObject *a, PyObject *bb)
{
    Py_ssize_t size;
    Py_ssize_t i;
    PyObject **src, **dest;
    PyListObject *np;
    if (!PyList_Check(bb)) {
        PyErr_Format(PyExc_TypeError,
                  "can only concatenate list (not \"%.200s\") to list",
                  bb->ob_type->tp_name);
        return NULL;
    }

因此 python 可以非常快速地计算大小并重新分配结果，而无需尝试所有容器或在右手边迭代以找出，提供非常快速的列表添加。

#define b ((PyListObject *)bb)
    size = Py_SIZE(a) + Py_SIZE(b);
    if (size < 0)
        return PyErr_NoMemory();
    np = (PyListObject *) PyList_New(size);
    if (np == NULL) {
        return NULL;
    }

解决此问题的一种方法是使用就地扩展/添加：

my_list += my_dict  # adding .keys() is useless

因为在这种情况下，就地添加在右侧进行迭代：所以每个集合都符合条件。

（或者当然是强制右手迭代：+ list(my_dict)）

所以它可以接受任何类型，但我怀疑 python 的制造者认为它不值得，并且对 99% 的时间使用的简单快速的实现感到满意。

【讨论】：