如何在Python中继承和扩展列表对象？

Question

我想使用Python的列表对象，但需要略微修改其功能。特别是，我希望将列表从0索引更改为1索引。例如：

>> mylist = MyList()
>> mylist.extend([1,2,3,4,5])
>> print mylist[1]

输出应为：1

但是当我更改了__getitem__()和__setitem__()方法以进行此操作时，我收到了一个RuntimeError: maximum recursion depth exceeded错误。 我尝试了很多调整这些方法的方法，但基本上就是我在里面写的：

class MyList(list):
    def __getitem__(self, key):
        return self[key-1]
    def __setitem__(self, key, item):
        self[key-1] = item

我猜问题在于self[key-1]正在调用它自己定义的同一个方法。如果是这样，我该如何让它使用list()方法而不是MyList()方法？我尝试使用super[key-1]代替self[key-1]，但出现了错误信息TypeError: 'type' object is unsubscriptable。有什么想法吗？如果您能指导我学习这方面的好教程，那就太棒了！谢谢！

- mindthief

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这相当明显地违反了Liskov替换原则。如果你不能在任何期望一个list的地方使用它，那么子类化list可能并没有太多价值。也许在这种情况下，采用组合会是更合适的策略？ - Ken

不太明白，你所说的“组合”是什么意思？此外，我们如何确保我们不能用MyList替换标准列表？有没有好的方法可以告诉我们？例如，如果内部方法使用__getitem__和__setitem__，那么会有问题吗？ - mindthief

mindthief: http://en.wikipedia.org/wiki/Composition_over_inheritance -- 并且如果您更改list的现有接口（即您在此处要求的），那么就无法将MyList替换为list。即使是像x[0]这样基本的事情也无法正常工作。 - Ken

Answer 1

使用super()函数调用基类的方法，或直接调用该方法：

class MyList(list):
    def __getitem__(self, key):
        return list.__getitem__(self, key-1)

或者

class MyList(list):
    def __getitem__(self, key):
        return super(MyList, self).__getitem__(key-1)

然而，这不会改变其他列表方法的行为。例如，索引仍然保持不变，这可能导致意外的结果：

numbers = MyList()
numbers.append("one")
numbers.append("two")

print numbers.index('one')
>>> 1

print numbers[numbers.index('one')]
>>> 'two'

- Gintautas Miliauskas

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另外，要注意其他列表方法的破坏，因为你正在改变索引行为，而这是列表对象的基本部分。 - Gintautas Miliauskas

如果您注明递归发生的原因，我会点赞。您提供了解决方案，但没有解释问题。 - Nathan Ernst

问题中已经很好地解释了为什么会出现递归。 - Peter Milley

这里需要指出一个坑：你可能会认为super(MyList, self)[key-1]是可行的，但事实并非如此。super()无法与任何"隐式查找"（例如[]而不是__getitem__）一起使用。 - Peter Milley

注意其他列表方法可能会出现问题。这些方法内部是否使用了__getitem__和__setitem__？ - mindthief

@mindthief：如果他们正在使用__getitem__，他们可以将其访问为self.__getitem__，这将调用您的实现。 - Gintautas Miliauskas

Answer 2

相反，使用相同的方法子类化整数，将所有数字设置为比你设定的数字都要小一。就这样。

抱歉，我不得不这么说。这就像微软把暗定义为标准一样好笑。

- Binary Phile

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微软将暗作为标准的笑话：“问：微软需要多少硬件工程师来换一颗灯泡？答：不需要，他们把黑暗重新定义为一个行业标准。” - wjandrea

Answer 3

你可以通过创建一个继承自 collections.MutableSequence 的类来避免违反 Liskov替换原则。这是一个抽象类。代码大概是这个样子的：

def indexing_decorator(func):
    def decorated(self, index, *args):
        if index == 0:
            raise IndexError('Indices start from 1')
        elif index > 0:
            index -= 1
        return func(self, index, *args)
    return decorated


class MyList(collections.MutableSequence):
    def __init__(self):
        self._inner_list = list()

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

    @indexing_decorator
    def __delitem__(self, index):
        self._inner_list.__delitem__(index)

    @indexing_decorator
    def insert(self, index, value):
        self._inner_list.insert(index, value)

    @indexing_decorator
    def __setitem__(self, index, value):
        self._inner_list.__setitem__(index, value)

    @indexing_decorator
    def __getitem__(self, index):
        return self._inner_list.__getitem__(index)

    def append(self, value):
        self.insert(len(self) + 1, value)

- Aleksandar Jovanovic

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x = MyList(); x.append(4); y = MyList(); print(y) 试一下。你会得到有趣的结果... - zondo

快了。您不应该调整“insert”的索引。另外，请尝试处理索引等于0的情况。 - Hai Vu

是的，你说得对。但这样索引就不一致了。我稍微编辑了答案中的代码。现在应该可以正常工作了，我想。 - Aleksandar Jovanovic

如果从collections.UserList继承，例如：class MyList(collections.UserList)，是否会违反Liskov替换原则？ - warren.sentient

如果你有类似于 for x in thelist: 的代码，并且列表包含3个项目，那么你将会调用 __getitem__(self, index)，其中index为4，导致一个超出范围的错误。也许有人可以验证这一点并提供修复方法？ - tpc1095

Answer 4

class ListExt(list):
    def extendX(self, l):
        if l:
            self.extend(l)

- Moisey Oysgelt