在Python中將字典轉為成員變數的方法

Python探索牛發表於2024-04-28
Python變數

當我們在Python中寫一個class時，如果有一部分的成員變數需要用一個字典來命名和賦值，此時應該如何操作呢？這個場景最常見於從一個檔案（比如json、npz之類的檔案）中讀取字典變數到記憶體當中，再賦值給一個類的成員變數，或者已經生成的例項變數。

使用__dict__定義成員變數

在python中直接支援了__dict__.update()這樣的方法來操作，避免了對locals()、vars()和eval()函式的使用，我們可以直接看這樣的一個案例：

In [1]: dict_a = {'a':1, 'b':2}
 
In [2]: dict_b = {'c':3}
 
In [3]: class D(object):
   ...:     def __init__(self):
   ...:         self.d = 4
   ...:         self.__dict__.update(dict_a)
   ...:         self.__dict__.update(dict_b)
   ...: 
 
In [4]: new_D = D()
 
In [5]: new_D.__dict__
Out[5]: {'d': 4, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
 
In [6]: new_D.a
Out[6]: 1
 
In [7]: new_D.c

Out[7]: 3

在這個案例中，我們在類的外部定義了兩個字典dict_a和dict_b，字典的key值都是字串的格式。而我們知道字串格式在python中如果不使用eval，是不能直接作為變數名來使用的。而透過__dict__.update()的方法將字典匯入後，會自動識別其中所有的key和value值，轉而賦值給當前類作為成員變數。但是這個方法有一個缺點是，只能透過單層的字典來賦值，如果遇到有層級結構的字典，是不會自動分辨層級結構進行賦值的，比如下方的程式碼：

In [15]: dict_a = {'f':{'h':8},'g':7}
 
In [16]: new_D = D()
 
In [17]: new_D.__dict__

Out[17]: {'d': 4, 'f': {'h': 8}, 'g': 7, 'c': 3}

巢狀字典轉成員變數

根據上一個章節中最後提到的這個特殊場景，我們需要對字典內的元素進行遞迴，如果遇到巢狀的字典元素，則遞迴的將該元素新增到下一層級的成員變數中，具體程式碼如下所示：

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dict_a = {'f':{'h':8},'g':7}
dict_b = {'c':3}
 
class D:
    def __init__(self, *args):
        for arg in args:
            for k, v in arg.items():
                if isinstance(v, dict):
                    self.__dict__[k] = D(v)
                else:
                    self.__dict__[k] = v
 
new_D = D(dict_a, dict_b)
print (new_D.__dict__)

print (new_D.f.h)

最終的輸出結果如下所示：

{'f': <__main__.D object at 0x7fd2f32a4340>
, 'g': 7, 'c': 3}

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可以看到，我們最終透過new_D.f.h的方法，成功讀取了原有的巢狀字典中的value。雖然這種寫法看起來不是很優雅，但是似乎也沒有更好的解決方案。

並且，透過這個小問題的實踐，發現了另外一個略有意思的問題：對python中的字典型別進行更新時，如果key的字串中帶有點號，比如parDict['group1.b'] = 3，只能透過這樣的字串的形式進行更新，如果使用parDict.update(group1.b=4)則會發生報錯，這是因為點號在python中不是一個識別符號，不能用於命名，原文內容如下：

The valid characters for identifiers are the same as in Python 2.x:the uppercase and lowercase letters A through Z, the underscore _ and,except for the first character, the digits 0 through 9.

總結

本文所解決的問題場景是這樣的：如果給定一個字典，比如一般從json檔案或者npz檔案中載入出來的資料都是字典的資料結構，如果我們希望把這個字典賦值給一個類，且使得字典的key和value分別作為類的成員變數名和成員變數值，那麼該如何實現呢？對於一個展平的字典而言（沒有巢狀字典），我們直接使用update就可以將字典中的所有key和value轉變為當前類的成員變數。比較麻煩的是包含有巢狀字典的層級結構字典，此時我們只能使用迴圈，並且遞迴的對類的成員變數進行賦值。

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