Python数据结构/对象建模静态多维表答案

【问题标题】：Python data structure/object to model static multidimensional tablePython数据结构/对象建模静态多维表
【发布时间】：2010-12-19 08:49:24
【问题描述】：

我在中断了几年后才重新开始编码，我正在尝试以某种方式对多层静态表单进行建模，以使我能够在特定表单级别或整个子树上抓取和执行操作。

示例表单层次结构：

我的表单
- 问题 1
- 第 1 部分
  - 问题 1.1
- 第 2 部分
  - 问题 2.1
  - 子部分 1
    - 问题 2.1.1
    - 问题 2.1.2
- 问题 2

每个问题都有多个属性（问题文本、是否为必填字段等），并且问题可以位于层次结构的任何级别。

我希望能够做这样的事情：

>>> MyForm.getQuestionObjects()
[Question1, Question1_1, Question2_1, Question2_1_1, Question2_1_2, Question2]

>>> MyForm.Part2.getQuestionObjects()
[Question2_1, Question2_1_1, Question2_1_2]

和/或类似的东西：

>>> # Get questions (return class members)
>>> MyForm.SubPart1.getQuestions()
(('2.1.1 text', otherAttributes), ('2.1.2 text', otherAttributes))

>>> # Get questions -- but replace an attribute on 2.1.2
>>> MyForm.Part2.getQuestions(replace_attr('Question_2_1_2', 'text', 'New text'))
(('2.1.1 text', otherAttributes), ('New text', otherAttributes))

我一直在尝试使用嵌套/内部类来做到这一点，这是一个令人头疼的问题，并且在 python 中没有得到很好的支持。但即使我能找到使用嵌套类的解决方案，我仍然想知道是否有更好的方法将此表单信息存储在某个地方，以便非编码人员更容易编辑（可能是纯文本模板），然后加载运行时的数据，因为它是静态的，我经常需要它在内存中。表单数据的更新不会超过每月一次。不管我如何存储数据，我都想找出一个好的数据结构来表示、遍历和操作它。

有没有办法制作这样的分层属性对象？
我可以做一些类似多维命名元组的事情吗？
还有其他想法吗？

感谢任何cmets。

【问题讨论】：

标签： python class data-structures data-modeling inner-classes

【解决方案1】：

我会将此类分层数据以 XML 格式存储在存储器中。您可以使用xml.etree.ElementTree 标准模块将此类 XML 文件加载到 Python 中的分层数据结构中，对其进行更改，然后将其保存回文件中。这样您就不必担心实际的数据结构，因为它是由 ElementTree 自动构建的。

请参阅 Python 手册中的 xml.etree.ElementTree。更多信息可以找到here：

（Python 中还有其他成熟的解决方案可以将 XML 文件加载到各种数据结构中。只需选择一个最容易用于您的任务的解决方案。Google 是您的朋友。:-)）

【讨论】：

谢谢。我阅读了 lxml，目前正在查看codespeak.net/lxml/objectify.html，它使 XML 访问的行为类似于 Python 对象。不确定它是否能满足我的所有需求，但必须玩。
我同意。尝试 lxml 是一个非常好的主意。我自己经常使用 lxml，它比 Python 标准库中的 ElementTree 效果更好。当您谈到 XML 命名空间支持时尤其如此……

【解决方案2】：

Python 中的嵌套类没有什么令人头疼或不支持的地方，只是它们什么都不做。不要期望自动将 Java 内部类样式链接返回到所有者实例：嵌套类只不过是普通类，其类对象恰好存储在另一个类的属性中。他们在这里帮不了你。

有没有办法制作这样的分层属性对象？

当然可以，但是您最好扩展 Python 的现有序列类，以从对它们的所有现有操作中获益。例如，表单“部分”可能只是一个也有标题的列表：

class FormPart(list):
    def __init__(self, title, *args):
        list.__init__(self, *args)
        self.title= title
    def __repr__(self):
        return 'FormPart(%r, %s)' % (self.title, list.__repr__(self))

现在您可以说 form= FormPart('My form', [question, formpart...]) 并使用普通的列表索引和切片访问其中的问题和表单部分。

接下来，问题可能是像元组这样的不可变事物，但也许您希望其中的项目具有漂亮的属性名称。所以添加到tuple:

class FormQuestion(tuple):
    def __new__(cls, title, details= '', answers= ()):
        return tuple.__new__(cls, (title, details, answers))
    def __repr__(self):
        return 'FormQuestion%s' % tuple.__repr__(self)

    title= property(operator.itemgetter(0))
    details= property(operator.itemgetter(1))
    answers= property(operator.itemgetter(2))

现在您可以像这样定义数据：

form= FormPart('MyForm', [
    FormQuestion('Question 1', 'Why?', ('Because', 'Why not?')),
    FormPart('Part 1', [
        FormQuestion('Question 1.1', details= 'just guess'),
    ]),
    FormPart('Part 2', [
        FormQuestion('Question 2.1'),
        FormPart('SubPart 1', [
            FormQuestion('Question 2.1.1', answers= ('Yes')),
        ]),
    ]),
    FormQuestion('Question 2'),
])

并访问它：

>>> form[0]
FormQuestion('Question 1', 'Why?', ('Because', 'Why not?'))
>>> form[1].title
'Part 1'
>>> form[2][1]
FormPart('SubPart 1', [FormQuestion('Question 2.1.1', '', 'Yes')])

现在，您可以在 FormPart 上定义您的层级遍历：

    def getQuestions(self):
        for child in self:
            for descendant in child.getQuestions():
                yield descendant

在FormQuestion:

    def getQuestions(self):
        yield self

现在你有一个返回 FormQuestions 的后代生成器：

>>> list(form[1].getQuestions())
[FormQuestion('Question 1.1', 'just guess', ())]
>>> list(form.getQuestions())
[FormQuestion('Question 1', 'Why?', ('Because', 'Why not?')), FormQuestion('Question 1.1', 'just guess', ()), FormQuestion('Question 2.1', '', ()), FormQuestion('Question 2.1.1', '', 'Yes'), FormQuestion('Question 2', '', ())]

【讨论】：

非常感谢。你让我考虑扩展内置的数据结构，而不是试图让我的问题适应现有的问题。不确定我是否对您为定义表单提出的特定格式感到疯狂，但这是向我开放想法的巨大飞跃。再次感谢！

【解决方案3】：

我想分享一些我从使用 ElementTree 中学到的东西，特别是 ElementTree 的 lxml 实现和lxml.objectify 和一些 XPath。 XML 也可以简化为 <part> 和 <question> 标记，并将名称存储为属性。

问题.xml

<myform>
    <question1>Question 1</question1>
    <part1 name="Part 1">
        <question1_1>Question 1.1</question1_1>
    </part1>
    <part2 name="Part 2">
        <question2_1 attribute="stuff">Question 2.1</question2_1>
        <subpart1 name="SubPart 1">
            <question2_1_1>Question 2.1.1</question2_1_1>
            <question2_1_2>Question 2.1.2</question2_1_2>
        </subpart1>
    </part2>
    <question2>Question 2</question2>
</myform>

问题.py

from lxml import etree
from lxml import objectify
# Objectify adds some python object-like syntax and other features.
# Important note: find()/findall() in objectify uses ETXPath, which supports
# any XPath expression. The union operator, starts-with(), and local-name()
# expressions below don't work with etree.findall.

# Using etree features
tree = objectify.parse('questions.xml')
root = tree.getroot()

# Dump root to see nodes and attributes
print etree.dump(root)

# Pretty print XML
print etree.tostring(root, pretty_print=True)

# Get part2 & all of its children
part2_and_children = root.findall(".//part2 | //part2//*")

# Get all Part 2 children
part2_children = root.findall(".//*[@name='Part 2']//*[starts-with(local-name(), 'question')]")

# Get dictionary of attributes for Question 2.1
list_of_dict_of_attributes = root.find(".//question2_1")[0].items()

# Access nodes like python objects
# Get all part2 question children
part2_question_children = root.part2.findall(".//*[starts-with(local-name(), 'question')]")

# Get text of question 2.1
text2_1 = root.part2.question2_1.text

# Get dictionary of attributes for Question 2.1
q2_1_attrs = root.part2.question2_1[0].items()

【讨论】：