如何在Python中声明常量?

在Java中,我们做:

public static final String CONST_NAME = "Name";

当前回答

我知道这是一个老问题,但由于新的解决方案仍在添加,我想使可能的解决方案列表更加完整。你可以通过从类中继承属性来实现实例中的常量,如下所示:

class ConstantError(Exception):
    pass  # maybe give nice error message

class AllowConstants:
    _constants = None
    _class_constants = None

    def __init__(self):
        self._constants = {}
        if self._class_constants is not None:
            self._constants.update(self._class_constants)

    def constant(self, name, value):
        assert isinstance(name, str)
        assert self._constants is not None, "AllowConstants was not initialized"
        if name in self._constants or name in self.__dict__:
            raise ConstantError(name)
        self._constants[name] = value

    def __getattr__(self, attr):
        if attr in self._constants:
            return self._constants[attr]
        raise AttributeError(attr)

    def __setattr__(self, attr, val):
        if self._constants is None:
            # not finished initialization
            self.__dict__[attr] = val
        else:
            if attr in self._constants:
                raise ConstantError(attr)
            else:
                self.__dict__[attr] = val

    def __dir__(self):
        return super().__dir__() + list(self._constants.keys())

子类化this时,你创建的常量将受到保护:

class Example(AllowConstants):
    def __init__(self, a, b):
        super().__init__()
        self.constant("b", b)
        self.a = a

    def try_a(self, value):
        self.a = value

    def try_b(self, value):
        self.b = value

    def __str__(self):
        return str({"a": self.a, "b": self.b})

    def __repr__(self):
        return self.__str__()


example = Example(1, 2)
print(example)  # {'a': 1, 'b': 2}

example.try_a(5)
print(example)  # {'a': 5, 'b': 2}

example.try_b(6)  # ConstantError: b

example.a = 7
print(example)  # {'a': 7, 'b': 2}

example.b = 8  # ConstantError: b

print(hasattr(example, "b"))  # True

#  To show that constants really do immediately become constant: 

class AnotherExample(AllowConstants):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.constant("a", 2)
        print(self.a)
        self.a=3


AnotherExample()  # 2  ConstantError: a


# finally, for class constants:
class YetAnotherExample(Example):
    _class_constants = {
        'BLA': 3
    }

    def __init__(self, a, b):
        super().__init__(a,b)

    def try_BLA(self, value):
        self.BLA = value

ex3 = YetAnotherExample(10, 20)
ex3.BLA  # 3
ex3.try_BLA(10)  # ConstantError: BLA
ex3.BLA = 4  # ConstantError: BLA

常量是局部的(从AllowConstants继承的类的每个实例都有自己的常量),只要它们没有被重新赋值,就像普通的属性一样,并且编写从这个继承的类允许或多或少与支持常量的语言相同的风格。

此外,如果您想通过直接访问实例来防止任何人更改值。_constants,您可以使用其他答案中建议的许多不允许这样做的容器之一。最后,如果你真的觉得有必要,你可以阻止人们设置所有的实例。通过AllowConstants的更多属性访问,将_constants赋给一个新字典。(当然,这些都不是非常python化的,但这不是重点)。

编辑(因为使python非python化是一个有趣的游戏):为了使继承更容易一点,你可以修改AllowConstants如下:

class AllowConstants:
    _constants = None
    _class_constants = None

    def __init__(self):
        self._constants = {}
        self._update_class_constants()

    def __init_subclass__(cls):
        """
        Without this, it is necessary to set _class_constants in any subclass of any class that has class constants
        """
        if cls._class_constants is not None:
            #prevent trouble where _class_constants is not overwritten
            possible_cases = cls.__mro__[1:-1] #0 will have cls and -1 will have object
            for case in possible_cases:
                if cls._class_constants is case._class_constants:
                    cls._class_constants = None
                    break

    def _update_class_constants(self):
        """
        Help with the inheritance of class constants
        """
        for superclass in self.__class__.__mro__:
            if hasattr(superclass, "_class_constants"):
                sccc = superclass._class_constants
                if sccc is not None:
                    for key in sccc:
                        if key in self._constants:
                            raise ConstantError(key)
                    self._constants.update(sccc)

    def constant(self, name, value):
        assert isinstance(name, str)
        assert self._constants is not None, "AllowConstants was not initialized"
        if name in self._constants or name in self.__dict__:
            raise ConstantError(name)
        self._constants[name] = value

    def __getattr__(self, attr):
        if attr in self._constants:
            return self._constants[attr]
        raise AttributeError(attr)

    def __setattr__(self, attr, val):
        if self._constants is None:
            # not finished initialization
            self.__dict__[attr] = val
        else:
            if attr in self._constants:
                raise ConstantError(attr)
            else:
                self.__dict__[attr] = val

    def __dir__(self):
        return super().__dir__() + list(self._constants.keys())

这样你就可以:

class Example(AllowConstants):
    _class_constants = {
        "BLA": 2
    }
    def __init__(self, a, b):
        super().__init__()
        self.constant("b", b)
        self.a = a

    def try_a(self, value):
        self.a = value

    def try_b(self, value):
        self.b = value

    def __str__(self):
        return str({"a": self.a, "b": self.b})

    def __repr__(self):
        return self.__str__()


class ChildExample1(Example):
    _class_constants = {
        "BLI": 88
    }


class ChildExample2(Example):
    _class_constants = {
        "BLA": 44
    }


example = ChildExample1(2,3)
print(example.BLA)  # 2
example.BLA = 8  # ConstantError BLA
print(example.BLI)  # 88
example.BLI = 8  # ConstantError BLI

example = ChildExample2(2,3)  # ConstantError BLA

其他回答

在其他语言中没有const关键字,但是可以创建一个具有“getter函数”来读取数据,但没有“setter函数”来重写数据的Property。这从本质上保护标识符不被更改。

下面是一个使用class属性的替代实现:

请注意,对于想了解常量的读者来说,代码远非简单。见下面的解释。

def constant(f):
    def fset(self, value):
        raise TypeError
    def fget(self):
        return f()
    return property(fget, fset)

class _Const(object):
    @constant
    def FOO():
        return 0xBAADFACE
    @constant
    def BAR():
        return 0xDEADBEEF

CONST = _Const()

print(hex(CONST.FOO))  # -> '0xbaadfaceL'

CONST.FOO = 0
##Traceback (most recent call last):
##  File "example1.py", line 22, in <module>
##    CONST.FOO = 0
##  File "example1.py", line 5, in fset
##    raise TypeError
##TypeError

代码的解释:

定义一个接受表达式的函数常量,并使用它来构造一个“getter”——一个仅返回表达式值的函数。 setter函数引发TypeError,因此它是只读的 使用我们刚刚创建的常量函数作为装饰来快速定义只读属性。


用另一种更传统的方式:

(代码相当棘手,下面有更多解释)

class _Const(object):
    def FOO():
        def fset(self, value):
            raise TypeError
        def fget(self):
            return 0xBAADFACE
        return property(**locals())
    FOO = FOO()  # Define property.

CONST = _Const()

print(hex(CONST.FOO))  # -> '0xbaadfaceL'

CONST.FOO = 0
##Traceback (most recent call last):
##  File "example2.py", line 16, in <module>
##    CONST.FOO = 0
##  File "example2.py", line 6, in fset
##    raise TypeError
##TypeError

要定义标识符FOO,首先定义两个函数(fset, fget -名称由我选择)。 然后使用内置的属性函数构造一个可以“set”或“get”的对象。 注意属性函数的前两个参数名为fset和fget。 利用我们为自己的getter和setter选择这些名称的事实,并使用应用于该作用域的所有本地定义的**(双星号)创建一个关键字字典,将参数传递给属性函数

您可以使用namedtuple作为一种变通方法来有效地创建一个常量,其工作方式与Java中的静态final变量(Java“常量”)相同。作为一种变通方法,它是优雅的。(更优雅的方法是简单地改进Python语言——什么样的语言可以让您重新定义math.pi?——但我跑题了。)

(当我写这篇文章时,我意识到这个问题的另一个答案提到了namedtuple,但我将在这里继续,因为我将展示一种更接近于您在Java中所期望的语法,因为不需要像namedtuple那样创建命名类型。)

跟着你的例子,你会记得在Java中,我们必须在某个类中定义常量;因为你没有提到类名,我们称它为Foo。下面是Java类:

public class Foo {
  public static final String CONST_NAME = "Name";
}

这里是等效的Python。

from collections import namedtuple
Foo = namedtuple('_Foo', 'CONST_NAME')('Name')

我想在这里补充的关键点是,您不需要单独的Foo类型(“匿名命名元组”会很好,尽管这听起来有点矛盾),所以我们将命名元组命名为_Foo,这样它就不会转义到导入模块中。

这里的第二点是,我们立即创建了nametuple的一个实例,称其为Foo;没有必要在单独的步骤中执行此操作(除非您想这样做)。现在你可以做你在Java中可以做的事情:

>>> Foo.CONST_NAME
'Name'

但你不能给它赋值:

>>> Foo.CONST_NAME = 'bar'
…
AttributeError: can't set attribute

确认:我认为我发明了命名元组方法,但后来我看到其他人给出了类似的答案(尽管不那么紧凑)。然后我还注意到Python中的“命名元组”是什么?,这就指出了sys。version_info现在是一个命名元组,所以可能Python标准库早就提出了这个想法。

注意,不幸的是(这仍然是Python),你可以完全删除整个Foo赋值:

>>> Foo = 'bar'

(facepalm)

但至少我们阻止了福星。CONST_NAME值,这比什么都没有好。祝你好运。

下面是一个“Constants”类的实现,它创建具有只读(常量)属性的实例。例如,可以使用Nums。PI来获得一个已初始化为3.14159的值,Nums。PI = 22引发异常。

# ---------- Constants.py ----------
class Constants(object):
    """
    Create objects with read-only (constant) attributes.
    Example:
        Nums = Constants(ONE=1, PI=3.14159, DefaultWidth=100.0)
        print 10 + Nums.PI
        print '----- Following line is deliberate ValueError -----'
        Nums.PI = 22
    """

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        self._d = dict(*args, **kwargs)

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

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

    # NOTE: This is only called if self lacks the attribute.
    # So it does not interfere with get of 'self._d', etc.
    def __getattr__(self, name):
        return self._d[name]

    # ASSUMES '_..' attribute is OK to set. Need this to initialize 'self._d', etc.
    #If use as keys, they won't be constant.
    def __setattr__(self, name, value):
        if (name[0] == '_'):
            super(Constants, self).__setattr__(name, value)
        else:
            raise ValueError("setattr while locked", self)

if (__name__ == "__main__"):
    # Usage example.
    Nums = Constants(ONE=1, PI=3.14159, DefaultWidth=100.0)
    print 10 + Nums.PI
    print '----- Following line is deliberate ValueError -----'
    Nums.PI = 22

感谢@MikeGraham的FrozenDict,我将其作为一个起点。更改后,使用语法不再是Nums['ONE'],而是Nums.ONE。

感谢@Raufio的回答,对于覆盖__ setattr __的想法。

或者要了解更多功能的实现,请参阅@Hans_meine的实现 named_constants在GitHub

python声明“常量”的方式基本上是一个模块级别的变量:

RED = 1
GREEN = 2
BLUE = 3

然后编写类或函数。因为常量几乎都是整数,而且它们在Python中也是不可变的,所以你几乎没有机会改变它。

当然,除非显式地设置RED = 2。

除了上面的两个答案(只使用大写的变量名,或者使用属性使值为只读),我想提到的是,可以使用元类来实现命名常量。我在GitHub提供了一个使用元类的非常简单的解决方案,如果你想让值的类型/名称更有信息,这可能会很有帮助:

>>> from named_constants import Constants
>>> class Colors(Constants):
...     black = 0
...     red = 1
...     white = 15
...
>>> c = Colors.black
>>> c == 0
True
>>> c
Colors.black
>>> c.name()
'black'
>>> Colors(0) is c
True

这是稍微高级一些的Python,但仍然非常容易使用和方便。(该模块有更多的特性,包括常量是只读的,请参阅它的README。)

在各种存储库中也有类似的解决方案,但据我所知,它们要么缺乏我对常量所期望的基本特性之一(比如是常量,或者是任意类型),要么添加了一些深奥的特性,使它们不那么普遍适用。但是YMMV,我很感激你的反馈。: -)