在python中，下面的AutoVivification类是如何工作的？

Question

在搜索使用嵌套字典的方法时，我发现了nosklo发布的以下代码，请解释一下。

class AutoVivification(dict):
    """Implementation of perl's autovivification feature."""
    def __getitem__(self, item):
        try:
            return dict.__getitem__(self, item)
        except KeyError:
            value = self[item] = type(self)()
            return value

测试：

a = AutoVivification()

a[1][2][3] = 4
a[1][3][3] = 5
a[1][2]['test'] = 6

print a

输出：

{1: {2: {'test': 6, 3: 4}, 3: {3: 5}}}

我是一个相当新手的程序员。我的大部分知识都是在业余时间学到的，我唯一的正式训练是高中时的Turbo Pascal。我理解并能够以简单的方式使用类，例如使用__init__、类方法，以及使用foo.man = 'choo'在类的实例中存储数据。

我的印象是类声明中的(dict)将由__init__处理。

不过，我以前也用过try: except:，用的方式也很简单。在我看来，当try运行时，它调用了一系列函数__getitem__。我估计，如果当前级别的字典存在，try将传递并转到下一个字典。我猜，except是在有KeyError的时候运行的，但我从来没有见过self像这样使用过。Self被当作字典对待，而我认为self是class AutoVivification的实例……两者都是吗?我从来没有像这样连续赋值两次foo = man = choo，但怀疑value指向self[item]，而self[item]指向type(self)的结果。但是type(self)会返回这样的东西：<代码>d24，不是吗?我不知道末尾额外的圆括号是用来做什么的。因为我不知道函数是如何调用的，所以我不知道value返回到哪里。

对于所有的问题，我很抱歉！这里面有太多我不明白的地方，我不知道去哪里查找，除非我花了几个小时阅读文档，在这些文档中我几乎没有留下什么印象。这段代码看起来可以满足我的需求，但我想在使用它之前先理解它。

如果您想知道我试图在我的程序中使用嵌套字典做什么:我正在尝试以天文数字的规模保存地图数据。虽然我不能创建嵌套4次的10^6项的字典/列表(这将是10^24项！)，但空间大部分是空的，所以我可以完全省略空值，只在那里有东西时才赋值。难住我的是一种处理字典的有效方法。

Answer 1

逐行：

class AutoVivification(dict):

我们做了一个dict的子类，所以AutoVivification是一种dict，有一些局部的变化。

def __getitem__(self, item):

每当有人试图通过[...]索引查找访问实例上的项时，就会调用__getitem()__ hook。因此，每当有人执行object[somekey]时，就会调用type(object).__getitem__(object, somekey)。

我们暂时跳过try，下一行是：

 return dict.__getitem__(self, item)

这将调用未绑定的方法__getitem__()，并将我们自己的实例与键一起传递给它。换句话说，我们调用父类dict定义的原始__getitem__。

现在，我们都知道如果字典中没有item键会发生什么，就会引发KeyError。这是try:，except KeyError组合的用武之地：

    try:
        return dict.__getitem__(self, item)
    except KeyError:
        value = self[item] = type(self)()
        return value

因此，如果当前实例(它是dict的子类型)没有给定的键，它将捕获原始dict.__getitem__()方法抛出的KeyError异常，然后我们创建一个新值，将其存储在self[item]中并返回该值。

现在，记住self是dict的一个(子类)，所以它是一个字典。因此，它可以分配新值(顺便使用__setitem__ hook )，在本例中，它创建了一个与self相同类型的新实例。这是另一个dict子类。

那么当我们调用a[1][2][3] = 4时会发生什么呢？Python会一步一步地完成这个过程：

1. a[1]通向type(a).__getitem__(a, 1)。AutoVivification的自定义__getitem__方法捕获KeyError，创建AutoVivification的新实例，将其存储在键1下，并返回it.
2. a[1]返回一个空的AutoVivification实例。在该对象上调用下一个item access [2]，我们重复步骤1中发生的事情；创建一个KeyError，创建AutoVivification的一个新实例，并将其存储在2键下，然后将该新实例返回给该对象，并返回一个空的AutoVivification实例。在该对象上调用下一个item access [3]，我们重复步骤1(和步骤2)中发生的事情。存在一个KeyError，创建一个新的AutoVivification实例，并将其存储在3密钥下，然后将该新实例返回给返回一个空AutoVivification实例的3。现在，我们在该实例中存储一个新值4.

一旦转到下一行代码a[1][3][3] = 5，顶级AutoVivification实例就已经有了一个1键，并且return dict.__getitem__(self, item)行将返回相应的值，它恰好是在上面的第一步中创建的AutoVivification实例。

在此基础上，[3] item access调用将再次创建一个新的AutoVivification实例(因为a[1]处的对象只有一个2键)，我们将再次执行所有相同的步骤。

Answer 2

首先，请参阅object.__getitem__文档。

class AutoVivification(dict)声明使AutoVivification成为dict的子类，因此它的行为与dict相同，除非它显式覆盖某些行为--就像该类覆盖__getitem__时所做的那样。

对dict.__getitem__(self, item)的调用通常会写成：

super(AutoVivification, self).__getitem__(item)

(至少在Python2.x中是这样；Python3有更好的语法。)无论采用哪种方式，这都会尝试让默认的dict行为运行，但在不起作用的情况下实现一个后备。

type(self)()首先查找与self实例对应的类对象，然后调用类对象--在本例中，这与编写AutoVivification()相同，看起来要熟悉得多。

希望这能让你明白这一点！