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基于Enum类实现的枚举
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>>> fromenum import Enum
>>> Month = Enum('Month', ('Jan','Feb', 'Mar', 'Apr', 'May', 'Jun', 'Jul', 'Aug', 'Sep', 'Oct', 'Nov', 'Dec'))
>>> for name, member inMonth.__members__.items():
... print(name, '=>', member, ',', member.value)
...
Jan => Month.Jan , 1
Feb => Month.Feb , 2
Mar => Month.Mar , 3
Apr => Month.Apr , 4
May => Month.May , 5
Jun => Month.Jun , 6
Jul => Month.Jul , 7
Aug => Month.Aug , 8
Sep => Month.Sep , 9
Oct => Month.Oct , 10
Nov => Month.Nov , 11
Dec => Month.Dec , 12
value属性则是自动赋给成员的int常量,默认从1开始计数。
>>> Month.Jun
>>> Month.Jun.value
6
精确地控制枚举类型,可以从Enum派生出自定义类
>>> from enum import Enum, unique
>>> @unique --装饰器检查是否重复
... class Weekday(Enum):
... Sun = 0
... Mon = 1
... Tue = 2
... Wed = 3
... Thu = 4
... Fri = 5
... Sat = 6
...
>>> Weekday(1)
>>> Weekday(5)
>>>Weekday['Sun']
>>> Weekday.Sun
>>>Weekday.Sun.value
0
>>> Weekday(7)
Traceback (most recent call last):
File "
File "/usr/local/lib/python3.5/enum.py", line 235, in __call__
return cls.__new__(cls, value)
File "/usr/local/lib/python3.5/enum.py", line 470, in __new__
raise ValueError("%r is not a valid %s" % (value,cls.__name__))
ValueError: 7 is not a valid Weekday
动态语言和静态语言最大的不同,就是函数和类的定义,不是编译时定义的,而是运行时动态创建的。
定义一个hello.py的模块
class Hello(object):
def hello(self, name='world'):
print('Hello, %s.' % name)
在python解释器中调用
>>> from hello import Hello
>>> h = Hello()
>>> h.hello()
Hello, world.
>>> print(type(Hello)) --type类型
>>> print(type(h)) --class hello类型
class的定义是运行时动态创建的,而创建class的方法就是使用type()函数。
>>> deffn(self, name = 'world'):
... print('Hello, %s' % name)
...
>>> Hello= type('Hello', (object,), dict(hello = fn))
>>> h = Hello()
>>> h.hello()
Hello, world
>>> print(type(Hello))
>>> print(type(h))
要创建一个class对象,type()函数依次传入3个参数:
1.class的名称;
2.继承的父类集合,注意Python支持多重继承,如果只有一个父类,别忘了tuple的单元素写法;
>>> T = (1)
>>> type(T)
>>> T = (1,)
>>> type(T)
3.class的方法名称与函数绑定,这里我们把函数fn绑定到方法名hello上。
metaclass,直译为元类,简单的解释就是:metaclass是类的前提。
先定义metaclass,然后创建类,最后创建实例。
正常情况下,很少使用到metaclass。
首先定义ListMetaclass
>>> class ListMetaclass(type): #metaclass是类的模板,必须从type派生
... def __new__(cls, name, bases, attrs):
... attrs['add'] = lambda self, vealue:self.append(value) --方法的定义
... return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
...
>>>
>>> class Mylist(list, metaclass = ListMetaclass):
... pass
...
>>> L = Mylist()
>>> L
[]
>>> L.add(1)
>>> L
[1]
Python解释器在创建MyList时,要通过ListMetaclass.__new__()来创建;在此我们可以修改metaclass的定义如加上新的方法达到新增功能。
__new__()方法接收到的参数依次是:
1.当前准备创建的类的对象;
2.类的名字;
3.类继承的父类集合;
4.类的方法集合。
表示这部分内容比较难理解。
开始介绍metaclass就提到:metaclass使用的场景很少,而ORM场景便是一个典型的例子。作为DBA,我认为这个技能需要掌握。
ORM全称“Object RelationalMapping”,即对象-关系映射,就是把关系数据库的一行映射为一个对象,也就是一个类对应一个表,这样,写代码更简单,不用直接操作SQL语句。
要编写一个ORM框架,所有的类都只能动态定义,因为只有使用者才能根据表的结构定义出对应的类来。
让我们来尝试编写一个ORM框架。
编写底层模块的第一步,就是先把调用接口写出来。比如,使用者如果使用这个ORM框架,想定义一个User类来操作对应的数据库表User,我们期待他写出这样的代码:
class User(Model):
#定义类的属性到列的映射:
id = IntegerField('id')
name = StringField('username')
email = StringField('email')
password = StringField('password')
# 创建一个实例:
u = User(id=12345, name='Michael',email='test@orm.org', password='my-pwd')
# 保存到数据库:
u.save()
其中,父类Model和属性类型StringField、IntegerField是由ORM框架提供的,剩下的魔术方法比如save()全部由metaclass自动完成。虽然metaclass的编写会比较复杂,但ORM的使用者用起来却异常简单。
现在,我们就按上面的接口来实现该ORM。
首先来定义Field类,它负责保存数据库表的字段名和字段类型:
class Field(object):
def __init__(self, name, column_type):
self.name = name
self.column_type = column_type
def __str__(self):
return '<%s:%s>' % (self.__class__.__name__, self.name)
在Field的基础上,进一步定义各种类型的Field,比如StringField,IntegerField等等:
class StringField(Field):
def __init__(self, name):
super(StringField, self).__init__(name, 'varchar(100)')
class IntegerField(Field):
def __init__(self, name):
super(IntegerField, self).__init__(name, 'bigint')
下一步,就是编写最复杂的ModelMetaclass了:
class ModelMetaclass(type):
def __new__(cls, name, bases, attrs):
if name=='Model':
return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
print('Found model: %s' % name)
mappings = dict()
for k, v in attrs.items():
if isinstance(v, Field):
print('Found mapping: %s ==>%s' % (k, v))
mappings[k] = v
for k in mappings.keys():
attrs.pop(k)
attrs['__mappings__'] = mappings # 保存属性和列的映射关系
attrs['__table__'] = name # 假设表名和类名一致
return type.__new__(cls, name, bases, attrs)
以及基类Model:
class Model(dict,metaclass=ModelMetaclass):
def __init__(self, **kw):
super(Model, self).__init__(**kw)
def__getattr__(self, key):
try:
return self[key]
except KeyError:
raise AttributeError(r"'Model' object has no attribute '%s'" %key)
def __setattr__(self, key, value):
self[key] = value
def save(self):
fields = []
params = []
args = []
for k, v in self.__mappings__.items():
fields.append(v.name)
params.append('?')
args.append(getattr(self, k, None))
sql = 'insert into %s (%s) values (%s)' % (self.__table__,','.join(fields), ','.join(params))
print('SQL: %s' % sql)
print('ARGS: %s' % str(args))
当用户定义一个class User(Model)时,Python解释器首先在当前类User的定义中查找metaclass,如果没有找到,就继续在父类Model中查找metaclass,找到了,就使用Model中定义的metaclass的ModelMetaclass来创建User类,也就是说,metaclass可以隐式地继承到子类,但子类自己却感觉不到。
在ModelMetaclass中,一共做了几件事情:
排除掉对Model类的修改;
在当前类(比如User)中查找定义的类的所有属性,如果找到一个Field属性,就把它保存到一个__mappings__的dict中,同时从类属性中删除该Field属性,否则,容易造成运行时错误(实例的属性会遮盖类的同名属性);
把表名保存到__table__中,这里简化为表名默认为类名。
在Model类中,就可以定义各种操作数据库的方法,比如save(),delete(),find(),update等等。
我们实现了save()方法,把一个实例保存到数据库中。因为有表名,属性到字段的映射和属性值的集合,就可以构造出INSERT语句。
编写代码试试:
u = User(id=12345, name='Michael',email='test@orm.org', password='my-pwd')
u.save()
输出如下:
Found model: User
Found mapping: email ==>
Found mapping: password ==>
Found mapping: id ==>
Found mapping: name ==>
SQL: insert into User(password,email,username,id) values (?,?,?,?)
ARGS: ['my-pwd', 'test@orm.org', 'Michael',12345]
可以看到,save()方法已经打印出了可执行的SQL语句,以及参数列表,只需要真正连接到数据库,执行该SQL语句,就可以完成真正的功能。
不到100行代码,我们就通过metaclass实现了一个精简的ORM框架。
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