Python Academy · 课时

冻结和比较选项

Q: 「冻结和比较选项」这节课中我会学到什么？

创建不可变且有序的数据类 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Python Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

创建不可变且有序的数据类

冻结和比较选项 是 CoddyKit 上的免费 Python Academy 课时。这是第 3 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 Python Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Python Academy 课程共包含 4 节课。

装饰器选项

@dataclass 装饰器接受用于控制自动生成哪些方法的关键字参数。最有用的选项是 frozen 和 order。

frozen=True 会使实例不可变。
order=True 会添加比较运算符。

冻结数据类

使用 frozen=True 时，自动生成的类会阻止在构造完成后赋值给属性。任何此类尝试都会引发 FrozenInstanceError。

from dataclasses import dataclass, FrozenInstanceError

@dataclass(frozen=True)
class Point:
    x: int
    y: int

p = Point(1, 2)
try:
    p.x = 99
except FrozenInstanceError as e:
    print('Cannot modify:', e)

不可变性的好处

不可变对象更容易理解：它们的值在创建后永远不会改变，因此可以安全地在函数和线程之间共享。它们也可以安全地作为字典键和集合成员。

冻结意味着可哈希

冻结的数据类默认可哈希，因此您可以将其实例用于集合或作为字典键。可变数据类除非显式启用，否则不可哈希。

from dataclasses import dataclass

@dataclass(frozen=True)
class Point:
    x: int
    y: int

seen = {Point(0, 0), Point(1, 1), Point(0, 0)}
print(len(seen))

替换冻结值

由于您无法修改冻结实例，请使用 dataclasses.replace() 创建修改后的副本。原实例不会受到影响。

from dataclasses import dataclass, replace

@dataclass(frozen=True)
class Point:
    x: int
    y: int

p = Point(1, 2)
q = replace(p, y=99)
print(p)
print(q)

有序数据类

默认情况下，数据类只支持 ==。添加 order=True 后，还会生成 <、<=、> 和 >=。

from dataclasses import dataclass

@dataclass(order=True)
class Version:
    major: int
    minor: int

print(Version(1, 2) < Version(1, 5))
print(Version(2, 0) > Version(1, 9))

排序如何比较

排序会按照字段声明的顺序，从左到右将字段作为元组进行比较。第一个字段的优先级最高。

from dataclasses import dataclass

@dataclass(order=True)
class Version:
    major: int
    minor: int

# major compared first, then minor
print(Version(1, 9) < Version(2, 0))

对数据类实例排序

由于有序数据类定义了比较运算符，您可以直接使用 sorted() 对其实例列表进行排序。

from dataclasses import dataclass

@dataclass(order=True)
class Score:
    points: int
    name: str

data = [Score(50, 'B'), Score(90, 'A'), Score(70, 'C')]
for s in sorted(data):
    print(s)

控制排序键

如果要按照不同于自然字段顺序的方式排序，请使用 field(init=False) 将隐藏的排序字段放在最前面，并在 __post_init__ 中设置它。其他字段可以使用 compare=False 排除在比较之外。

from dataclasses import dataclass, field

@dataclass(order=True)
class Item:
    sort_index: int = field(init=False, repr=False)
    name: str = field(compare=False, default='')
    priority: int = 0

    def __post_init__(self):
        self.sort_index = self.priority

print(Item(name='b', priority=2) > Item(name='a', priority=1))

组合冻结与排序

您可以组合使用这些选项。冻结且有序的数据类可以构成完美的不可变、可比较值类型，非常适合作为键、版本号或坐标。

from dataclasses import dataclass

@dataclass(frozen=True, order=True)
class SemVer:
    major: int
    minor: int
    patch: int

versions = {SemVer(1, 0, 0): 'stable'}
print(SemVer(1, 0, 0) < SemVer(1, 1, 0))
print(versions[SemVer(1, 0, 0)])

eq 选项与默认值

eq 选项控制是否生成 __eq__。它默认为 True。请注意，order=True 要求 eq=True，因为排序建立在相等比较的基础上。

from dataclasses import dataclass

@dataclass(eq=True)
class Tag:
    name: str

print(Tag('x') == Tag('x'))
print(Tag('x') == Tag('y'))

快速检查

如果您为冻结数据类实例的某个字段赋值，会发生什么？

回顾

您学会了如何创建不可变、有序的数据类。

frozen=True 会阻止修改，并使实例可哈希。
使用 replace() 创建修改后的副本。
order=True 会生成比较运算符，将字段作为元组进行比较。
组合使用这两个选项，可以创建可靠的值类型。

常见问题解答

「冻结和比较选项」课时是免费的吗？

是的 — 「冻结和比较选项」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Python Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Python Academy 课程共包含 4 节课。

「冻结和比较选项」这节课中我会学到什么？

创建不可变且有序的数据类你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Python Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Python Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Python Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 3 节课，共 4 节。

「冻结和比较选项」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Python Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Python Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

← 返回 Python Academy