8.4. collections.abc — 容器的抽象基类

3.3 版新加入: 该模块曾是 collections 模块的组成部分。

源代码： Lib/_collections_abc.py

该模块定义了一些 抽象基类，它们可用于判断一个具体类是否具有某一特定的接口；例如，这个类是否可哈希，或其是否为映射类。

8.4.1. 容器抽象基类

这个容器模块提供了以下 ABCs:

抽象基类 继承自 抽象方法 Mixin 方法
Container   __contains__  
Hashable   __hash__  
Iterable   __iter__  
Iterator Iterable __next__ __iter__
Generator Iterator send, throw close, __iter__, __next__
Sized   __len__  
Callable   __call__  
Sequence Sized, Iterable, Container __getitem__, __len__ __contains__, __iter__, __reversed__, index, and count
MutableSequence Sequence __getitem__, __setitem__, __delitem__, __len__, insert 继承自 Sequence 的方法，以及 append, reverse, extend, pop, remove，和 __iadd__
ByteString Sequence __getitem__, __len__ 继承自 Sequence 的方法
Set Sized, Iterable, Container __contains__, __iter__, __len__ __le__, __lt__, __eq__, __ne__, __gt__, __ge__, __and__, __or__, __sub__, __xor__, and isdisjoint
MutableSet Set __contains__, __iter__, __len__, add, discard 继承自 Set 的方法以及 clear, pop, remove, __ior__, __iand__, __ixor__，和 __isub__
Mapping Sized, Iterable, Container __getitem__, __iter__, __len__ __contains__, keys, items, values, get, __eq__, and __ne__
MutableMapping Mapping __getitem__, __setitem__, __delitem__, __iter__, __len__ 继承自 Mapping 的方法以及 pop, popitem, clear, update，和 setdefault
MappingView Sized   __len__
ItemsView MappingView, Set   __contains__, __iter__
KeysView MappingView, Set   __contains__, __iter__
ValuesView MappingView   __contains__, __iter__
Awaitable   __await__  
Coroutine Awaitable send, throw close
AsyncIterable   __aiter__  
AsyncIterator AsyncIterable __anext__ __aiter__
class collections.abc.Container
class collections.abc.Hashable
class collections.abc.Sized
class collections.abc.Callable

分别提供了 __contains__(), __hash__(), __len__() 和 __call__() 方法的抽象基类。

class collections.abc.Iterable

ABC for classes that provide the __iter__() method. See also the definition of iterable.

class collections.abc.Iterator

提供了 __iter__() 和 __next__() 方法的抽象基类。参见 iterator 的定义。

class collections.abc.Generator

生成器类，实现了 PEP 342 中定义的协议，继承并扩展了迭代器，提供了 send(), throw() 和 close() 方法。参见 generator 的定义。

3.5 版新加入.

class collections.abc.Sequence
class collections.abc.MutableSequence
class collections.abc.ByteString

只读且可变的序列 sequences 的抽象基类。

实现笔记：一些混入（Maxin）方法比如 __iter__(), __reversed__() 和 index() 会重复调用底层的 __getitem__() 方法。因此，如果实现的 __getitem__() 是常数级访问速度，那么相应的混入方法会有一个线性的表现；然而，如果底层方法是线性实现（例如链表），那么混入方法将会是平方级的表现，这也许就需要被重构了。

3.5 版更變: index() 方法支持 stop 和 start 参数。

class collections.abc.Set
class collections.abc.MutableSet

只读且可变的集合的抽象基类。

class collections.abc.Mapping
class collections.abc.MutableMapping

只读且可变的映射 mappings 的抽象基类。

class collections.abc.MappingView
class collections.abc.ItemsView
class collections.abc.KeysView
class collections.abc.ValuesView

映射及其键和值的视图 views 的抽象基类。

class collections.abc.Awaitable

为可等待对象 awaitable 提供的类，可以被用于 await 表达式中。习惯上必须实现 __await__() 方法。

协程对象 Coroutine 和 Coroutine 抽象基类的实例都是这个抽象基类的实例。

備註

在 CPython 里，基于生成器的协程（使用 types.coroutine() 或 asyncio.coroutine() 包装的生成器）都是 可等待对象，即使他们不含有 __await__() 方法。使用 isinstance(gencoro, Awaitable) 来检测他们会返回 False。要使用 inspect.isawaitable() 来检测他们。

3.5 版新加入.

class collections.abc.Coroutine

用于协程兼容类的抽象基类。实现了如下定义在 协程对象: 里的方法： send()，throw() 和 close()。通常的实现里还需要实现 __await__() 方法。所有的 Coroutine 实例都必须是 Awaitable 实例。参见 coroutine 的定义。

備註

在 CPython 里，基于生成器的协程（使用 types.coroutine() 或 asyncio.coroutine() 包装的生成器）都是 可等待对象，即使他们不含有 __await__() 方法。使用 isinstance(gencoro, Coroutine) 来检测他们会返回 False。要使用 inspect.isawaitable() 来检测他们。

3.5 版新加入.

class collections.abc.AsyncIterable

提供了 __aiter__ 方法的抽象基类。参见 asynchronous iterable 的定义。

3.5 版新加入.

class collections.abc.AsyncIterator

提供了 __aiter__ 和 __anext__ 方法的抽象基类。参见 asynchronous iterator 的定义。

3.5 版新加入.

这些抽象基类让我们可以确定类和示例拥有某些特定的函数，例如：

size = None
if isinstance(myvar, collections.abc.Sized):
    size = len(myvar)

有些抽象基类也可以用作混入类（mixin），这可以更容易地开发支持容器 API 的类。例如，要写一个支持完整 Set API 的类，只需要提供下面这三个方法： __contains__(), __iter__() 和 __len__()。抽象基类会补充上其余的方法，比如 __and__() 和 isdisjoint():

class ListBasedSet(collections.abc.Set):
    ''' Alternate set implementation favoring space over speed
        and not requiring the set elements to be hashable. '''
    def __init__(self, iterable):
        self.elements = lst = []
        for value in iterable:
            if value not in lst:
                lst.append(value)

    def __iter__(self):
        return iter(self.elements)

    def __contains__(self, value):
        return value in self.elements

    def __len__(self):
        return len(self.elements)

s1 = ListBasedSet('abcdef')
s2 = ListBasedSet('defghi')
overlap = s1 & s2            # The __and__() method is supported automatically

当把 Set 和 MutableSet 用作混入类时需注意：

  1. 由于某些集合操作会创建新集合，默认的混入方法需要一种从可迭代对象里创建新实例的方法。假如其类构造函数签名形如 ClassName(iterable) ，则其会调用一个内部的类方法 _from_iterable()，其中调用了 cls(iterable) 来生成一个新集合。如果这个 Set 混入类在类中被使用，但其构造函数的签名却是不同的形式，那么你就需要重载 _from_iterable() 方法，将其编写成一个类方法，并且它能够从可迭代对象参数中构造一个新实例。
  2. 重载比较符时时（想必是为了速度，因为其语义都是固定的），只需要重定义 __le__() 和 __ge__() 函数，然后其他的操作会自动跟进。
  3. 混入集合类 Set 提供了一个 _hash() 方法为集合计算哈希值，然而， __hash__() 函数却没有被定义，因为并不是所有集合都是可哈希并且不可变的。为了使用混入类为集合添加哈希能力，可以同时继承 Set() 和 Hashable() 类，然后定义 __hash__ = Set._hash。

也參考