python如何实现不可变字典inmutabledict

在Python中，字典是一种映射类型的数据结构，它由一组键值对组成。字典中的键是唯一的，而值则可以是任何数据类型。通常情况下，字典中的元素是可变的，即可以添加、删除或修改，但在某些情况下，我们需要创建一个不可变的字典，即不允许修改其中的元素。

在Python中，默认的字典类型是可变的，但可以通过一些方式来实现不可变字典。下面是两种实现不可变字典的方法。

1. 继承collections.abc.Mapping类

collections.abc是Python标准库中提供的一个模块，它定义了一些抽象基类，可以帮助我们创建自定义的容器类型。Mapping是这个模块中的一个抽象基类，它表示可映射类型的基类。如果我们想实现一个不可变字典，可以继承Mapping类，并重写其中的方法。

from collections.abc import Mapping

class ImmutableDict(Mapping):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        self._data = dict(*args, **kwargs)

    def __getitem__(self, key):
        return self._data[key]

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

    def __iter__(self):
        return iter(self._data)

    def __repr__(self):
        return f"ImmutableDict({self._data})"

在这个实现中，我们定义了一个ImmutableDict类，它继承自Mapping类。在类的构造函数中，我们使用了可变字典的构造方式，将所有的参数都传递给了内部的可变字典。在其他方法中，我们直接使用了内部的可变字典来实现Mapping类的方法。

d = ImmutableDict({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3})
print(d)   # output: ImmutableDict({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3})
print(d['a'])  # output: 1
d['a'] = 4  # output: TypeError: 'ImmutableDict' object does not support item assignment

在这个例子中，我们首先创建了一个不可变字典d，然后可以使用d.get()等方法来访问其中的元素，但我们无法对其中的元素进行修改。

2. 使用Python内置的types.MappingProxyType类

Python标准库中还提供了一个名为MappingProxyType的类，它可以帮助我们将一个可变字典变成一个只读的映射视图。这个视图具有字典的一些方法，但是不允许修改其中的元素。

import types

d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

immutable_d = types.MappingProxyType(d)

print(immutable_d)  # output: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

immutable_d['a'] = 4  # output: TypeError: 'mappingproxy' object does not support item assignment

在这个例子中，我们首先创建了一个可变字典d，然后使用types.MappingProxyType(d)将其转换为一个只读的映射视图immutable_d。我们可以使用immutable_d.get()等方法访问其中的元素，但我们无法对其中的元素进行修改。

综上所述，以上两种方法都可以实现不可变字典。第一种方法需要我们自行定义一个新的不可变字典类型，并实现其中的方法，比较灵活，但需要一定的编程能力。第二种方法则更为简单，直接利用Python内置的types.MappingProxyType类即可，但不支持自定义方法。