按名称初始化、设置和获取我的自定义对象属性的 Pythonic 方法是什么？

Question

我对 Python 很陌生，我需要声明自己的数据结构，不过我对如何做到这一点有点困惑。我目前有：

class Particle:

    def __init__(self, mass, position, velocity, force):

        self.mass = mass
        self.position, self.velocity, self.force = position, velocity, force

    def __getitem__(self, mass):
        return self.mass

    def __getitem__(self, position):
        return self.position

    def __getitem__(self, velocity):
        return self.velocity

    def __getitem__(self, force):
        return self.force

但是，当我尝试使用以下方法定义类的实例时，这不起作用：

 p1 = Particle(mass, position, velocity, force)

每个值都以 (0.0, 0.0) 结束（这是速度和力的值）。

谁能解释我哪里出错了，我需要从数据结构中提取数据，仅此而已。 （编辑：实际上，抱歉，我稍后将不得不更改它们）

谢谢

Answer 1

首先，您应该了解__getitem__ 是语法糖。拥有它很好，但如果你不需要它，就不要使用它。 __getitem__ 和 __setitem__ 基本上是如果您希望能够使用括号符号访问对象中的项目，例如：

p= Particle(foo)
bar = p[0]

如果您不需要这个，请不要担心。

现在，谈其他事情。看起来您在__init__ 定义中具有您希望对象携带的主要特征，这很好。现在您需要使用self 将这些值实际绑定到您的对象上：

class Particle:
    def __init__(self, mass, position, velocity, force):
        self.mass = mass
        self.position = position
        self.velocity = velocity
        self.force = force

原来如此。您现在可以使用点符号访问这些值，如下所示：

mass,pos,vel,f = 0,0,0,0 # just for readability
p = Particle(mass,pos,vel,f)
print p.mass, p.position, p.velocity, p.force

我们从中得到的好处之一是，如果我们问 python p 是什么，它会告诉你它是 Particle 类型的一个实例，如下所示：

in [1]: p
out[1]: <__main__.Particle instance at 0x03E1fE68>

理论上，当您使用这样的对象时，您希望在用户和数据之间有一个“抽象层”，这样他们就不会直接访问或操作数据。为此，您创建函数（就像您尝试使用 __getitem__ 所做的那样）以通过类方法调解用户和数据之间的交互。这很好，但通常不是必需的。

在您更简单的情况下，要更新这些属性的值，您可以直接按照我们访问它们的方式进行操作，使用点符号：

in [2]: p.mass
out[2]: 0

in [3]: p.mass = 2 
in [4]: p.mass
out[4]: 2

您可能已经明白这一点，但__init__ 函数甚至class 定义（您通常会/应该定义类的大部分属性和方法）并没有什么神奇之处。某些类型的对象非常允许您随时随地添加属性。这可能很方便，但通常非常hacky并且不是好的做法。我不是建议你这样做，只是告诉你这是可能的。

in [5]: p.newattr ='foobar!'
in [6]: p.newattr
out[6]: 'foobar!'

很奇怪吧？如果这让你的皮肤爬行......好吧，也许它应该。但这是可能的，我是谁说你能做什么和不能做什么。所以这是对课程运作方式的一种体验。

Answer 2

class Particle:
    def __init__(self, mass, position, velocity, force):
        self.mass = mass
        self.position = position
        self.velocity = velocity
        self.force = force

particle = Particle(1, 2, 3, 4)
print(particle.mass)  # 1

如果你想假装你的类有属性，你可以使用@property装饰器：

class Particle:
    def __init__(self, mass, position, velocity, force):
        self.mass = mass
        self.position = position
        self.velocity = velocity
        self.force = force

    @property
    def acceleration(self):
        return self.force / self.mass

particle = Particle(2, 3, 3, 8)
print(particle.acceleration)  # 4.0

Answer 3

似乎collections.namedtuple 是你所追求的：

from collections import namedtuple

Particle = namedtuple('Particle', 'mass position velocity force')
p = Particle(1, 2, 3, 4)
print p.velocity

Answer 4

你可以在使用它之前把这个类定义放在前面。如果要声明，请查看本站：http://www.diveintopython.net/getting_to_know_python/declaring_functions.html

顺便说一句，你的问题类似于这篇文章：Is it possible to forward-declare a function in Python? 和这篇文章：Is it possible to use functions before declaring their body in python?

Answer 5

如果你只是需要存储一些属性值（类似于C语言struct），你可以这样做：

class myContainer(object):
    pass  # Do nothing

myContainerObj = myContainer()
myContainerObj.storedAttrib = 5
print myContainerObj.storedAttrib

Answer 6

在 Python 3.7+ 中有数据类库。这个库将允许您创建自己的类来使用装饰器快速保存数据，@dataclass。

@dataclass 装饰器允许您快速定义功能并将其添加到您打算主要用于保存数据的类。

您的问题的数据类可能会如下实现。我已经包含了类型提示和默认值，您可能会觉得它们很有帮助。

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Particle:
   mass: float
   position: float
   velocity: float = 0.0
   force: float = 0.0

Here is a useful article 解释了如何在 Python 3.7+ 中使用数据类以及其他一些功能。