python 一个点运算符操作的字典库：DottedDict

DottedDict 是一种特殊的数据结构，它结合了字典（Dictionary）和点符号（Dot Notation）访问的优点，为用户提供了一种更加直观和方便的方式来处理和访问嵌套的数据。在这篇文章中，我们将深入探讨 DottedDict 的概念、实现方式、使用场景以及它在数据处理中的优势。

什么是 DottedDict？

DottedDict 是一种允许用户通过点符号来访问嵌套键值对的数据结构。在传统的字典中，如果需要访问一个嵌套的值，用户通常需要通过键来逐层访问，例如 data['outer_key']['inner_key']。而使用 DottedDict，用户可以直接通过点符号来访问，如 data.outer_key.inner_key，这种方式更加直观和易于理解。

DottedDict 的安装

C:\Users>pip install dotteddict
Looking in indexes: https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
Collecting dotteddict
Downloading https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/packages/e5/80/2b0f5c84f4f56f96f4cb03470379b0f5827b68e75ec9df47b7d6497f6fad/dotteddict-2016.3.11.tar.gz (3.1 kB)
Preparing metadata (setup.py) ... done
Building wheels for collected packages: dotteddict
Building wheel for dotteddict (setup.py) ... done
Created wheel for dotteddict: filename=dotteddict-2016.3.11-py2.py3-none-any.whl size=3275 sha256=8905f8c47622a8c1149c24871afc1b77899d6bd19fc486807f90773a2ac688b6
Stored in directory: c:\users\boyso\appdata\local\pip\cache\wheels\94\04\da\3e3aa22786fbbe407327f8d3da5580592217bdf16e4d2d9070
Successfully built dotteddict
Installing collected packages: dotteddict
Successfully installed dotteddict-2016.3.11

DottedDict 的实现方式

DottedDict 的实现通常依赖于面向对象编程中的属性访问机制。在 Python 中，可以通过定义一个类，并重载 _getattr__ 方法来实现 DottedDict 的行为。当用户尝试访问一个属性时，__getattr__ 方法会被调用，并在其中查找相应的键值对。如果找到了，就返回对应的值；如果没有找到，就抛出一个属性不存在的错误。

例如，以下是一个简单的 DottedDict 实现：

class DottedDict:def __init__(self, data):self._data = datadef __getattr__(self, item):# 如果项是字典类型，则返回 DottedDict 对象以便继续使用点符号if isinstance(self._data.get(item), dict):return DottedDict(self._data.get(item))else:return self._data.get(item)# 使用示例
data = DottedDict({'outer_key': {'inner_key': 'value'}})
print(data.outer_key.inner_key)  # 输出: value

DottedDict 的使用场景

DottedDict 在处理配置文件、解析 JSON 数据或者在任何需要处理嵌套数据的场景中都非常有用。例如，在配置文件中，经常会有多层的设置，使用 DottedDict 可以方便地读取和修改这些设置，而不需要编写复杂的访问函数。

DottedDict 的优势

直观性：通过点符号访问嵌套数据，使得代码更加易读和易于维护。
简洁性：减少了访问嵌套数据时所需的代码量，使得代码更加简洁。
灵活性：DottedDict 可以轻松地与其他数据结构结合使用，如列表和元组，提供了更多的数据处理可能性。
错误友好：当尝试访问不存在的键时，DottedDict 会抛出错误，这有助于及时发现和修复问题。

DottedDict 的基本用法

| For example:
|
| data = {"people": {"bob": {"status": True}, "john": {"status": False}}}
| dotted = dotteddict(data)
| dotted.people.bob.status
| dotted["people.john.status"]
|
| This is in contrast to using defaults:
|
| dotted["people"]["john"]["status"]

创建对象

使用普通字典创建 DottedDict 对象：

from dotteddict import dotteddict# 使用字典创建
data = dotteddict({"name": "Alice", "age": 30})

访问元素

使用点号访问 DottedDict 元素：

print(data.name) # 输出：Alice
print(data.age)  # 输出：30

修改元素

同样使用点号修改元素：

data.age = 31
print(data.age) # 输出：31

嵌套字典

DottedDict 支持嵌套字典，我们可以像访问对象属性一样访问嵌套元素：

data = DottedDict({"user": {"name": "Charlie", "age": 28}})
print(data.user.name)  # 输出：Charlie
print(data.user.age)   # 输出：28

其他操作

DottedDict 支持大部分字典操作，例如：

 |  clear(...)|      D.clear() -> None.  Remove all items from D.||  copy(...)|      D.copy() -> a shallow copy of D||  items(...)|      D.items() -> a set-like object providing a view on D's items||  keys(...)|      D.keys() -> a set-like object providing a view on D's keys||  pop(...)|      D.pop(k[,d]) -> v, remove specified key and return the corresponding value.||      If the key is not found, return the default if given; otherwise,|      raise a KeyError.||  popitem(self, /)|      Remove and return a (key, value) pair as a 2-tuple.||      Pairs are returned in LIFO (last-in, first-out) order.|      Raises KeyError if the dict is empty.||  setdefault(self, key, default=None, /)|      Insert key with a value of default if key is not in the dictionary.||      Return the value for key if key is in the dictionary, else default.||  update(...)|      D.update([E, ]**F) -> None.  Update D from dict/iterable E and F.|      If E is present and has a .keys() method, then does:  for k in E: D[k] = E[k]|      If E is present and lacks a .keys() method, then does:  for k, v in E: D[k] = v|      In either case, this is followed by: for k in F:  D[k] = F[k]||  values(...)|      D.values() -> an object providing a view on D's values

使用实例

from dotteddict import dotteddict# 假设我们有一个用户的嵌套信息字典
user_info = {"personal": {"name": "Charlie","age": 28,"location": {"city": "San Francisco","country": "USA"}},"contact": {"email": "charlie@example.com","phone": "555-0199"},"preferences": {"language": "English","theme": "Dark"}
}# 使用 DottedDict 来包装这个嵌套字典
user = dotteddict(user_info)# 现在我们可以方便地访问用户信息
print(f"User Name: {user.personal.name}")
print(f"Age: {user.personal.age}")
print(f"Location: {user.personal.location.city}, {user.personal.location.country}")
print(f"Email: {user.contact.email}")
print(f"Phone: {user.contact.phone}")
print(f"Preferred Language: {user.preferences.language}")
print(f"Theme: {user.preferences.theme}")# 我们也可以修改用户信息
user.personal.age = 29
user.contact.phone = "555-0199-1234"# 甚至可以添加新的嵌套信息
user.education = dotteddict({"highest_degree": "Master's","field_of_study": "Computer Science"
})# 展示修改和新增的信息
print(f"Age (updated): {user.personal.age}")
print(f"Phone (updated): {user.contact.phone}")
print("Education Info:")
print(f"Highest Degree: {user.education.highest_degree}")
print(f"Field of Study: {user.education.field_of_study}")