刘心向学(24)Python中的数据类（python中5种简单的数据类型）

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今天小编为大家带来文章 “刘心向学（24) Python中的数据类”

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Today, the editor brings you an article. "Liu's Unwavering Commitment to Learning (24): Data Classes in Python"

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一、思维导图（Mind Map）

二、引言（Introduction）

自Python 3.7起，dataclasses 模块提供了一种简化类定义的方法——数据类（Data Classes）。数据类通过自动生成如 __init__(), __repr__(), 和 __eq__() 等方法，减少了样板代码的数量，使代码更加简洁且易于维护。本文将简要介绍数据类的基本概念、其优势及使用方法，并通过几个实际例子展示其应用。

Since Python 3.7, the dataclasses module has provided a simplified way to define classes—Data Classes. Data classes automatically generate methods such as __init__(), __repr__(), and __eq__(), reducing the amount of boilerplate code and making the code more concise and easier to maintain. This article will briefly introduce the basic concepts, advantages, and usage of data classes, along with several practical examples to demonstrate their applications.

三、数据类简介（Introduction to Data Classes）

数据类主要用于存储数据，并自动实现了初始化、字符串表示和比较等方法。要创建一个数据类，可以使用 @dataclass 装饰器：

Data classes are primarily used for storing data and automatically implement methods like initialization, string representation, and comparison. To create a data class, you can use the @dataclass decorator:

字段名称和类型提示被直接定义在类中。

Field names and type hints are defined directly within the class.

可以为字段设置默认值。

Default values can be assigned to fields.

示例：简单的数据类

Example: A Simple Data Class

此代码片段定义了一个名为 Product 的数据类，用于表示产品信息。

This code snippet defines a data class named Product to represent product information.

四、数据类的优势（Advantages of Data Classes）

减少样板代码：自动生成常见的特殊方法，减少手动编写的需求。

Reduced Boilerplate Code: Automatically generates common special methods, reducing the need for manual implementation.

提高可读性：代码更简洁明了，专注于数据结构和业务逻辑。

Improved Readability: The code is more concise and focuses on the data structure and business logic.

支持类型提示：有助于静态类型检查工具理解代码意图，提高代码质量。

Supports Type Hints: Helps static type-checking tools understand the intent of the code, improving code quality.

五、数据类的功能（Features of Data Classes）

示例：不可变数据类

通过设置 frozen=True 参数，可以使数据类实例变为不可变的：

Example: Immutable Data Classes

By setting the frozen=True parameter, data class instances can be made immutable:

尝试修改冻结后的数据类实例的属性将会导致运行时错误。

Attempting to modify an attribute of a frozen data class instance will result in a runtime error.

示例：默认工厂函数

如果需要为字段指定动态默认值，可以使用 default_factory 参数：

Example: Default Factory Functions

If you need to specify dynamic default values for fields, you can use the default_factory parameter:

此代码定义了一个 ShoppingCart 数据类，其中 items 字段每次实例化时都会得到一个新的空列表。

This code defines a ShoppingCart data class where the items field gets a new empty list each time it is instantiated.

实例：比较与排序

数据类自动实现了 __eq__() 方法，允许基于字段值进行实例比较。设置 order=True 可启用 <, <=, >, >= 等比较操作：

Example: Comparison and Sorting

Data classes automatically implement the __eq__() method, allowing comparisons based on field values. Setting order=True enables comparison operations like <, <=, >, and >=:

此代码定义了一个可比较的 Person 数据类，允许根据年龄对实例进行排序。

This code defines a comparable Person data class, allowing instances to be sorted by age.

五、总结（Summary）

数据类：通过 @dataclass 装饰器简化类定义，自动生成常见方法，减少样板代码。

Data Classes: Simplify class definitions using the @dataclass decorator, automatically generating common methods to reduce boilerplate code.

减少冗余：自动实现初始化、表示形式、比较等方法，使代码更加简洁。

Reduced Redundancy: Automatically implement initialization, string representation, comparison, and other methods, making the code more concise.

灵活性高：支持默认值、类型提示、不可变对象、复杂初始化逻辑等多种特性。

High Flexibility: Supports features like default values, type hints, immutable objects, and complex initialization logic.

今天的分享就到这里了。

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参考资料：通义千问

参考文献：Beazley, D., & Jones, B. K. (2019). Python Cookbook (3rd ed.). O'Reilly Media.

Hettinger, R. (2019). Transforming Code into Beautiful, Idiomatic Python. PyCon US.

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文字：song

排版：song

审核|qiu