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草根学Python（十一） 枚举类

一、枚举类的使用

实际开发中，我们离不开定义常量，当我们需要定义常量时，其中一个办法是用大写变量通过整数来定义，例如月份：

JAN = 1
FEB = 2
MAR = 3
...
NOV = 11
DEC = 12

当然这样做简单快捷，缺点是类型是 int ，并且仍然是变量。

那有没有什么好的方法呢？

这时候我们定义一个 class 类型，每个常量都是 class 里面唯一的实例。正好 Python 提供了 Enum 类来实现这个功能如下：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: UTF-8 -*-

from enum import Enum

Month = Enum('Month', ('Jan', 'Feb', 'Mar', 'Apr', 'May', 'Jun', 'Jul', 'Aug', 'Sep', 'Oct', 'Nov', 'Dec'))

# 遍历枚举类型
for name, member in Month.__members__.items():
    print(name, '---------', member, '----------', member.value)

# 直接引用一个常量
print('\n', Month.Jan)

输出的结果如下：

Python3 枚举类型的使用

可见，我们可以直接使用 Enum 来定义一个枚举类。上面的代码，我们创建了一个有关月份的枚举类型 Month ，这里要注意的是构造参数，第一个参数 Month 表示的是该枚举类的类名，第二个 tuple 参数，表示的是枚举类的值；当然，枚举类通过 __members__ 遍历它的所有成员的方法。注意的一点是 ， member.value 是自动赋给成员的 int类型的常量，默认是从 1 开始的。而且 Enum 的成员均为单例（Singleton），并且不可实例化，不可更改

二、Enum 的源码

通过上面的实例可以知道通过 __members__ 可以遍历枚举类的所有成员。那为什么呢？

我们可以先来大致看看 Enum 的源码是如何实现的；Enum 在模块 enum.py 中，先来看看 Enum 类的片段

class Enum(metaclass=EnumMeta):
    """Generic enumeration.
    Derive from this class to define new enumerations.
    """

可以看到，Enum 是继承元类 EnumMeta 的；再看看 EnumMeta 的相关片段

class EnumMeta(type):
    """Metaclass for Enum"""
    @property
    def __members__(cls):
        """Returns a mapping of member name->value.
        This mapping lists all enum members, including aliases. Note that this
        is a read-only view of the internal mapping.
        """
        return MappingProxyType(cls._member_map_)

首先 __members__ 方法返回的是一个包含一个 Dict 既 Map 的 MappingProxyType，并且通过 @property 将方法 __members__(cls) 的访问方式改变为了变量的的形式，既可以直接通过 __members__ 来进行访问了

三、自定义类型的枚举

但有些时候我们需要控制枚举的类型，那么我们可以 Enum 派生出自定义类来满足这种需要。通过修改上面的例子：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
from enum import Enum, unique

Enum('Month', ('Jan', 'Feb', 'Mar', 'Apr', 'May', 'Jun', 'Jul', 'Aug', 'Sep', 'Oct', 'Nov', 'Dec'))


# @unique 装饰器可以帮助我们检查保证没有重复值
@unique
class Month(Enum):
    Jan = 'January'
    Feb = 'February'
    Mar = 'March'
    Apr = 'April'
    May = 'May'
    Jun = 'June'
    Jul = 'July'
    Aug = 'August'
    Sep = 'September '
    Oct = 'October'
    Nov = 'November'
    Dec = 'December'


if __name__ == '__main__':
    print(Month.Jan, '----------',
          Month.Jan.name, '----------', Month.Jan.value)
    for name, member in Month.__members__.items():
        print(name, '----------', member, '----------', member.value)

输出的结果如下：

Python3 自定义类型的枚举类

通过上面的例子，可以知道枚举模块定义了具有迭代 (interator) 和比较(comparison) 功能的枚举类型。 它可以用来为值创建明确定义的符号，而不是使用具体的整数或字符串。

四、枚举的比较

因为枚举成员不是有序的，所以它们只支持通过标识(identity) 和相等性 (equality) 进行比较。下面来看看 == 和 is 的使用：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
from enum import Enum


class User(Enum):
    Twowater = 98
    Liangdianshui = 30
    Tom = 12


Twowater = User.Twowater
Liangdianshui = User.Liangdianshui

print(Twowater == Liangdianshui, Twowater == User.Twowater)
print(Twowater is Liangdianshui, Twowater is User.Twowater)

try:
    print('\n'.join('  ' + s.name for s in sorted(User)))
except TypeError as err:
    print(' Error : {}'.format(err))

输出的结果：

False True
False True
 Error : '<' not supported between instances of 'User' and 'User'

可以看看最后的输出结果，报了个异常，那是因为大于和小于比较运算符引发 TypeError 异常。也就是 Enum 类的枚举是不支持大小运算符的比较的。

那么能不能让枚举类进行大小的比较呢？

当然是可以的，使用 IntEnum 类进行枚举，就支持比较功能。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
import enum


class User(enum.IntEnum):
    Twowater = 98
    Liangdianshui = 30
    Tom = 12


try:
    print('\n'.join(s.name for s in sorted(User)))
except TypeError as err:
    print(' Error : {}'.format(err))

看看输出的结果：

Tom
Liangdianshui
Twowater

通过输出的结果可以看到，枚举类的成员通过其值得大小进行了排序。也就是说可以进行大小的比较。