是否有一种方法可以方便地在Python中定义类c结构?我厌倦了写这样的东西:
class MyStruct():
def __init__(self, field1, field2, field3):
self.field1 = field1
self.field2 = field2
self.field3 = field3
是否有一种方法可以方便地在Python中定义类c结构?我厌倦了写这样的东西:
class MyStruct():
def __init__(self, field1, field2, field3):
self.field1 = field1
self.field2 = field2
self.field3 = field3
当前回答
每当我需要一个“行为像字典一样的即时数据对象”(我不会想到C结构体!),我就会想到这个可爱的hack:
class Map(dict):
def __init__(self, **kwargs):
super(Map, self).__init__(**kwargs)
self.__dict__ = self
现在你可以说:
struct = Map(field1='foo', field2='bar', field3=42)
self.assertEquals('bar', struct.field2)
self.assertEquals(42, struct['field3'])
当你需要一个“不是类的数据包”的时候,非常方便,当命名元组是不可理解的……
其他回答
我在这里没有看到这个答案,所以我想我将添加它,因为我现在正在学习Python,并且刚刚发现它。Python教程(在本例中是Python 2)给出了以下简单而有效的示例:
class Employee:
pass
john = Employee() # Create an empty employee record
# Fill the fields of the record
john.name = 'John Doe'
john.dept = 'computer lab'
john.salary = 1000
也就是说,创建一个空类对象,然后实例化,动态添加字段。
这样做的好处是非常简单。缺点是它不是特别自记录的(在类“定义”中没有列出预期的成员),并且未设置字段在访问时可能会导致问题。这两个问题可以通过以下方法解决:
class Employee:
def __init__ (self):
self.name = None # or whatever
self.dept = None
self.salary = None
现在,您至少可以一目了然地看到程序将期望哪些字段。
两者都很容易打错别字,约翰。Slarly = 1000将成功。不过,它还是有效的。
dF:太酷了……我没有 我知道我可以访问的领域 一个使用字典的类。 马克:我希望我遇到的情况 这正是我需要一个元组的时候 但没有什么比 字典。
你可以使用字典访问类的字段,因为类的字段、它的方法和它的所有属性都是用字典存储在内部的(至少在CPython中是这样)。
...这就引出了你的第二个评论。相信Python字典是“沉重的”是一个非常非Python主义的概念。读这样的评论简直要了我的Python禅。这可不太好。
您可以看到,当您声明一个类时,实际上是在为一个字典创建一个相当复杂的包装器——因此,如果有的话,您比使用一个简单的字典增加了更多的开销。顺便说一下,这种开销在任何情况下都是没有意义的。如果您正在处理性能关键的应用程序,请使用C或其他语言。
NamedTuple很舒服。但是没有人共享性能和存储。
from typing import NamedTuple
import guppy # pip install guppy
import timeit
class User:
def __init__(self, name: str, uid: int):
self.name = name
self.uid = uid
class UserSlot:
__slots__ = ('name', 'uid')
def __init__(self, name: str, uid: int):
self.name = name
self.uid = uid
class UserTuple(NamedTuple):
# __slots__ = () # AttributeError: Cannot overwrite NamedTuple attribute __slots__
name: str
uid: int
def get_fn(obj, attr_name: str):
def get():
getattr(obj, attr_name)
return get
if 'memory test':
obj = [User('Carson', 1) for _ in range(1000000)] # Cumulative: 189138883
obj_slot = [UserSlot('Carson', 1) for _ in range(1000000)] # 77718299 <-- winner
obj_namedtuple = [UserTuple('Carson', 1) for _ in range(1000000)] # 85718297
print(guppy.hpy().heap()) # Run this function individually.
"""
Index Count % Size % Cumulative % Kind (class / dict of class)
0 1000000 24 112000000 34 112000000 34 dict of __main__.User
1 1000000 24 64000000 19 176000000 53 __main__.UserTuple
2 1000000 24 56000000 17 232000000 70 __main__.User
3 1000000 24 56000000 17 288000000 87 __main__.UserSlot
...
"""
if 'performance test':
obj = User('Carson', 1)
obj_slot = UserSlot('Carson', 1)
obj_tuple = UserTuple('Carson', 1)
time_normal = min(timeit.repeat(get_fn(obj, 'name'), repeat=20))
print(time_normal) # 0.12550550000000005
time_slot = min(timeit.repeat(get_fn(obj_slot, 'name'), repeat=20))
print(time_slot) # 0.1368690000000008
time_tuple = min(timeit.repeat(get_fn(obj_tuple, 'name'), repeat=20))
print(time_tuple) # 0.16006120000000124
print(time_tuple/time_slot) # 1.1694481584580898 # The slot is almost 17% faster than NamedTuple on Windows. (Python 3.7.7)
如果你的__dict__没有被使用,请在__slots__(更高的性能和存储)和NamedTuple(清晰的阅读和使用)之间选择。
您可以查看此链接(插槽的使用 )来获取更多的__slots__信息。
有一个python包正是用于此目的。看到cstruct2py
cstruct2py是一个纯python库,用于从C代码生成python类,并使用它们来打包和解包数据。该库可以解析C头文件(结构体、联合、枚举和数组声明),并在python中模拟它们。生成的python类可以解析和打包数据。
例如:
typedef struct {
int x;
int y;
} Point;
after generating pythonic class...
p = Point(x=0x1234, y=0x5678)
p.packed == "\x34\x12\x00\x00\x78\x56\x00\x00"
如何使用
首先,我们需要生成python结构体:
import cstruct2py
parser = cstruct2py.c2py.Parser()
parser.parse_file('examples/example.h')
现在我们可以从C代码中导入所有的名称:
parser.update_globals(globals())
我们也可以直接这样做:
A = parser.parse_string('struct A { int x; int y;};')
使用C代码中的类型和定义
a = A()
a.x = 45
print a
buf = a.packed
b = A(buf)
print b
c = A('aaaa11112222', 2)
print c
print repr(c)
输出将是:
{'x':0x2d, 'y':0x0}
{'x':0x2d, 'y':0x0}
{'x':0x31316161, 'y':0x32323131}
A('aa111122', x=0x31316161, y=0x32323131)
克隆
对于克隆cstruct2py运行:
git clone https://github.com/st0ky/cstruct2py.git --recursive
下面结构的解决方案是受namedtuple实现和前面一些答案的启发。然而,与namedtuple不同的是,它的值是可变的,但就像c风格的结构体在名称/属性中是不可变的,而普通的类或dict不是。
_class_template = """\
class {typename}:
def __init__(self, *args, **kwargs):
fields = {field_names!r}
for x in fields:
setattr(self, x, None)
for name, value in zip(fields, args):
setattr(self, name, value)
for name, value in kwargs.items():
setattr(self, name, value)
def __repr__(self):
return str(vars(self))
def __setattr__(self, name, value):
if name not in {field_names!r}:
raise KeyError("invalid name: %s" % name)
object.__setattr__(self, name, value)
"""
def struct(typename, field_names):
class_definition = _class_template.format(
typename = typename,
field_names = field_names)
namespace = dict(__name__='struct_%s' % typename)
exec(class_definition, namespace)
result = namespace[typename]
result._source = class_definition
return result
用法:
Person = struct('Person', ['firstname','lastname'])
generic = Person()
michael = Person('Michael')
jones = Person(lastname = 'Jones')
In [168]: michael.middlename = 'ben'
Traceback (most recent call last):
File "<ipython-input-168-b31c393c0d67>", line 1, in <module>
michael.middlename = 'ben'
File "<string>", line 19, in __setattr__
KeyError: 'invalid name: middlename'