Python Subclass dict：UserDict、dict还是ABC

在本文中，我们将介绍Python中字典的子类化的不同方式：UserDict、dict以及ABC（Abstract Base Classes）。

UserDict

UserDict是Python标准库中提供的一个用于字典子类化的类。它是一个纯Python实现的类，提供了对字典类的封装和增强。通过继承UserDict，我们可以方便地创建自定义的字典对象。

下面是一个示例代码，展示了如何使用UserDict创建一个特殊的字典类，其中只允许存储整数类型的值：

from collections import UserDict

class IntegerDict(UserDict):
    def __setitem__(self, key, value):
        if not isinstance(value, int):
            raise ValueError("Only integers are allowed.")
        super().__setitem__(key, value)

# 创建IntegerDict对象
d = IntegerDict()
d['a'] = 1
d['b'] = 2
d['c'] = '3'  # 抛出异常，只允许存储整数类型的值

print(d)  # 输出：{'a': 1, 'b': 2}

通过继承UserDict类，并自定义__setitem__方法，我们可以实现对字典对象的值进行约束和验证。

dict

Python中的dict类是内置的字典类型，是一个哈希表的实现。我们也可以直接继承dict类来创建自定义的字典类。

下面是一个示例代码，展示了如何直接继承dict类创建一个特殊的字典类，其中只允许存储字符串类型的值：

class StringDict(dict):
    def __setitem__(self, key, value):
        if not isinstance(value, str):
            raise ValueError("Only strings are allowed.")
        super().__setitem__(key, value)

# 创建StringDict对象
d = StringDict()
d['a'] = 'apple'
d['b'] = 'banana'
d['c'] = 3  # 抛出异常，只允许存储字符串类型的值

print(d)  # 输出：{'a': 'apple', 'b': 'banana'}

通过继承dict类，并自定义__setitem__方法，我们可以限制字典对象只能存储特定类型的值。

ABC（Abstract Base Classes）

ABC是Python中抽象基类的概念，用于定义一些抽象的接口和方法。我们可以通过继承ABC类，并使用抽象方法@abstractmethod装饰器来实现自定义的字典类。

下面是一个示例代码，展示了如何使用ABC创建一个特殊的字典类，其中只允许存储偶数的键值对：

from abc import ABC, abstractmethod

class EvenDict(ABC):
    @abstractmethod
    def __setitem__(self, key, value):
        if key % 2 != 0 or value % 2 != 0:
            raise ValueError("Only even keys and values are allowed.")

# 创建EvenDict对象
class MyDict(EvenDict):
    def __init__(self):
        self._data = {}

    def __setitem__(self, key, value):
        super().__setitem__(key, value)
        self._data[key] = value

# 创建MyDict对象
d = MyDict()
d[2] = 4
d[3] = 6  # 抛出异常，只允许存储偶数的键值对

print(d._data)  # 输出：{2: 4}

通过继承ABC类，并自定义__setitem__方法，我们可以保证自定义的字典类实现了指定的抽象方法。

总结

在本文中，我们介绍了Python中字典的子类化的不同方式：UserDict、dict和ABC。通过继承UserDict类，可以方便地创建自定义的字典对象，通过继承dict类，可以直接创建基于内置字典类型的自定义字典类，而通过继承ABC类，可以定义抽象的接口和方法，并保证子类实现了指定的抽象方法。根据具体的需求和使用场景，我们可以选择合适的方式来子类化字典，实现自己的需求和扩展功能。