五、自定义容器（Container）

经过之前编章的介绍，我们知道在 Python 中，常见的容器类型有: dict, tuple, list, string。其中也提到过可容器和不可变容器的概念。其中 tuple, string 是不可变容器，dict, list 是可变容器。 可变容器和不可变容器的区别在于，不可变容器一旦赋值后，不可对其中的某个元素进行修改。当然具体的介绍，可以看回之前的文章，有图文介绍。

那么这里先提出一个问题，这些数据结构就够我们开发使用吗？不够的时候，或者说有些特殊的需求不能单单只使用这些基本的容器解决的时候，该怎么办呢？

这个时候就需要自定义容器了，那么具体我们该怎么做呢？

功能 说明
自定义不可变容器类型 需要定义 __len__ 和 __getitem__ 方法
自定义可变类型容器 在不可变容器类型的基础上增加定义 __setitem__ 和 __delitem__
自定义的数据类型需要迭代 需定义 __iter__
返回自定义容器的长度 需实现 __len__(self)
自定义容器可以调用 self[key] ，如果 key 类型错误，抛出TypeError ，如果没法返回key对应的数值时,该方法应该抛出ValueError 需要实现 __getitem__(self, key)
当执行 self[key] = value 时 调用是 __setitem__(self, key, value)这个方法
当执行 del self[key] 方法 其实调用的方法是 __delitem__(self, key)
当你想你的容器可以执行 for x in container: 或者使用 iter(container) 时 需要实现 __iter__(self) ，该方法返回的是一个迭代器

来看一下使用上面魔术方法实现 Haskell 语言中的一个数据结构：

  1. #!/usr/bin/env python3
  2. # -*- coding: UTF-8 -*-
  4. class FunctionalList:
  5.     ''' 实现了内置类型list的功能,并丰富了一些其他方法: head, tail, init, last, drop, take'''
  7.     def __init__(self, values=None):
  8.         if values is None:
  9.             self.values = []
  10.         else:
  11.             self.values = values
  13.     def __len__(self):
  14.         return len(self.values)
  16.     def __getitem__(self, key):
  17.         return self.values[key]
  19.     def __setitem__(self, key, value):
  20.         self.values[key] = value
  22.     def __delitem__(self, key):
  23.         del self.values[key]
  25.     def __iter__(self):
  26.         return iter(self.values)
  28.     def __reversed__(self):
  29.         return FunctionalList(reversed(self.values))
  31.     def append(self, value):
  32.         self.values.append(value)
  34.     def head(self):
  35.         # 获取第一个元素
  36.         return self.values[0]
  38.     def tail(self):
  39.         # 获取第一个元素之后的所有元素
  40.         return self.values[1:]
  42.     def init(self):
  43.         # 获取最后一个元素之前的所有元素
  44.         return self.values[:-1]
  46.     def last(self):
  47.         # 获取最后一个元素
  48.         return self.values[-1]
  50.     def drop(self, n):
  51.         # 获取所有元素，除了前N个
  52.         return self.values[n:]
  54.     def take(self, n):
  55.         # 获取前N个元素
  56.         return self.values[:n]