一文读懂Python 枚举

2020年08月25日作者：python技术原文

enum 是一组绑定到唯一常数值的符号名称，并且具备可迭代性和可比较性的特性。我们可以使用 enum 创建具有良好定义的标识符，而不是直接使用魔法字符串或整数，也便于开发工程师的代码维护。

创建枚举

我们可以使用 class 语法创建一个枚举类型，方便我们进行读写，另外，根据函数 API 的描述定义，我们可以创建一个 enum 的子类，如下：

from enum import Enum

class HttpStatus(Enum):
  OK = 200
  BAD_REQUEST = 400
  FORBIDDEN = 403
  NOT_FOUND = 404
  REQUEST_TIMEOUT = 408
  SERVICE_UNAVAILABLE = 500

注意：枚举属性值可以是任何东西: int, str 等。如果确切的值不重要，您可以使用 auto 实例，并为您选择适当的值。如果您将 auto 与其他值混合，则必须小心。枚举类型中，不可以设置相同名称的 name，可以有相同的 value。

enum 自带属性 name 和 value，日常工作中使用最多的也是这两个属性，我们打印看看结果：

print('Member: {}'.format(HttpStatus.OK))        # Member: HttpStatus.OK
print('Member name: {}'.format(HttpStatus.OK.name))   # Member name: OK
print('Member value: {}'.format(HttpStatus.OK.value))  # Member value: 200
print(repr(HttpStatus.OK))               # <enum 'HttpStatus'>
print(type(HttpStatus.OK))               # <HttpStatus.OK: 200>
print(isinstance(HttpStatus.OK, HttpStatus))      # True

枚举迭代

枚举支持迭代和遍历顺序。举个例子：

from enum import Enum, auto

# 创建
class HttpStatus(Enum):
  OK = 200
  BAD_REQUEST = 400
  FORBIDDEN = 403
  NOT_FOUND = 404
  REQUEST_TIMEOUT = 408
  SERVICE_UNAVAILABLE = 500
  OTHER = auto.value

# 迭代
for status in HttpStatus:
  print('{} : {}'.format(status.name, status.value))

打印结果：

OK : 200
BAD_REQUEST : 400
FORBIDDEN : 403
NOT_FOUND : 404
REQUEST_TIMEOUT : 408
SERVICE_UNAVAILABLE : 500
OTHER : <object object at 0x000002863E1D7B10>

可以看出，遍历的每一个 status 是一个独立的枚举成员，拥有 name 和 value 属性。

另外，我们也可以使用如下形式来进行枚举遍历：

for name, member in HttpStatus.__members__.items():
  print('{} : {}'.format(name, member))

枚举成员与属性访问

通过枚举 value 进行访问，访问需要使用元组()的形式

print(HttpStatus(200))   # HttpStatus.OK

通过枚举 name 进行访问，访问需要使用列表[]的形式

print(HttpStatus['OK'])   # HttpStatus.OK

将属性赋予另一个 enum 成员

number = HttpStatus.OK
print(number)        # HttpStatus.OK

枚举值唯一

上面我们创建的枚举类中，value 值是可以重复的，如果我们不想枚举类中的值重复可以是用装饰器 @unique，举例如下：

from enum import Enum, unique

# 创建
@unique
class HttpStatus(Enum):
  OK = 200
  BAD_REQUEST = 400
  FORBIDDEN = 403
  NOT_FOUND = 404
  REQUEST_TIMEOUT = 408
  SERVICE_UNAVAILABLE = 500
  OTHER = 200

我们运行后，报如下异常：

ValueError: duplicate values found in <enum 'HttpStatus'>: OTHER -> OK

我们查看源代码，发现加入此装饰器的枚举类型，unique 方法会将其 __members__.items() 进行遍历，追加到 duplicates 列表中，如果发现列表不为空，则抛出如上异常信息。

枚举自动赋值

此功能用于我们在使用枚举时，只在意枚举的标识符的含义而不在意值的情况下，但是如果需要与字符串或整数混合使用就要额外注意。下面贴上官方的示例：

import unittest
from enum import auto, Enum

class TestEnum(unittest.TestCase):
  
  def test_auto_number(self):
    class Color(Enum):
      red = auto()
      blue = auto()
      green = auto()
  
    self.assertEqual(list(Color), [Color.red, Color.blue, Color.green])
    self.assertEqual(Color.red.value, 1)
    self.assertEqual(Color.blue.value, 2)
    self.assertEqual(Color.green.value, 3)
  
  def test_auto_name(self):
    class Color(Enum):
      def _generate_next_value_(self, start, count, last):
        return self
  
      red = auto()
      blue = auto()
      green = auto()
  
    self.assertEqual(list(Color), [Color.red, Color.blue, Color.green])
    self.assertEqual(Color.red.value, 'red')
    self.assertEqual(Color.blue.value, 'blue')
    self.assertEqual(Color.green.value, 'green')

可以发现，使用 auto() 得到的是整数自增型，如果我们需要别的方式，只需要在我们的枚举类中，重写 _generate_next_value_ 方法。

枚举比较

枚举对象可以进行比较，但是不能进行值比较，如果需要进行值比较则需要枚举对象继承 IntEnum 对象，举个例子：

import unittest
from enum import Enum, IntEnum

class TestEnum(unittest.TestCase):
  class Season(IntEnum):
    SPRING = 1
    SUMMER = 2
    AUTUMN = 3
    WINTER = 4

  def test_comparisons(self):
    season = self.Season

    self.assertEqual(season.SPRING, 1)

    class Part(Enum):
      SPRING = 1
      CLIP = 2
      BARREL = 3
      
    self.assertNotEqual(Part.SPRING, 1)
    self.assertNotEqual(Part.SPRING, season.SPRING)

TestEnum().test_comparisons()

上面的测试例子当中，我们创建了两个继承类型不一样的枚举类，可以看到继承了 IntEnum 的 Season 可以进行值的比较，而继承了 Enum 的 Part 则不能进行值比较，并且 IntEnum 类型与 Enum 类型也不能进行比较，即使属性和值一样。

枚举方法

枚举中可以定义枚举类自身特有的方法，也可以复写一些已经在基类中定义好的方法，比如: __init__, __str__, __repr__ , __hash__ ,__format__ 等。举个例子：

from enum import Enum

class Mood(Enum):
  FUNKY = (1, "hello")
  HAPPY = (3, "world")

  def describe(self):
    return self.name, self.value

  def __init__(self, num, nice):
    self.num = num
    self.nice = nice

  def __str__(self):
    return 'my custom str! {0}'.format(self.value)

  @classmethod
  def favorite_mood(cls):
    return cls.HAPPY

  @property
  def testValue(self):
    return self.nice + ':' + str(self.num)

上面我们定义了一个枚举类，其中 value 是一个枚举类型，我们可以定义 __init__ 方法去对应元组中的值，我们也复写了 __str__ 方法。

打印方法看看效果：

print(Mood.favorite_mood())   # my custom str! (3, 'world')
print(Mood.HAPPY.describe())  # ('HAPPY', (3, 'world'))
print(str(Mood.FUNKY))     # my custom str! (1, 'hello')
print(Mood.FUNKY.testValue)   # hello:1

从输出结果看，我们自定义和复写的方法都已经成功的应用到了 Mood 类中。

枚举继承

不同于 java 中的枚举类, python 中的枚举类是可以被继承的，但是被继承的枚举类规定其不能定义任何成员，但可以定义抽象方法。举例如下：

class EnumExtend(unittest.TestCase):

  def test_extending(self):
    class Shade(Enum):
      def shade(self):
        print(self.name)

    class Color(Shade):
      red = 1
      green = 2
      blue = 3
    with self.assertRaises(TypeError):
      class MoreColor(Color):
        cyan = 4
        magenta = 5
        yellow = 6

  def test_extending2(self):
    class Shade(Enum):
      def shade(self):
        return self.name

    class Color(Shade):
      def hex(self):
        return '%s nice!' % self.value

    class MoreColor(Color):
      cyan = 4
      magenta = 5
      yellow = 6
    self.assertEqual(MoreColor.magenta.shade(), 'magenta')
    self.assertEqual(MoreColor.magenta.hex(), '5 nice!')

测试用例可以完美运行，我们可以发现：第一个方法中，抛出了 TypeError 的异常；第二个测试方法中，MoreColor 继承了 Color， Color 继承了 Shade, 并且我们可以通过子类调用父类中的方法。

总结

本节主要介绍了 enum 模块的基础知识，包含枚举的创建、枚举成员和属性的访问、枚举方法的创建、枚举的继承等。其中新版中的 _ignore_、_order_、_missing_ 等可以学习官网的例子，另外 enum 的子类 IntEnum、IntFlag等也是我们比较常用的枚举基类，本文中简单的介绍了 IntEnum，而 IntFlag 相比与 IntEnum 多了 &, |, ^, ~ 的操作，其他的子类大家感兴趣也可以了解。

代码地址

示例代码：Python-100-days-day036

以上就是一文读懂Python 枚举的详细内容，更多关于Python 枚举的资料请关注来客网其它相关文章！