Mundo ng Python Programming

Python: Paano Gamitin ang dataclass at struct para sa Struct

Mga Function, Klase, at Estruktura
目次

1. Ang pangangailangan ng struct sa Python

Python ay isang mataas na antas na programming language, at wala itong direktang tampok na “struct” tulad ng sa C. Gayunpaman, kapag nais mong pagsamahin ang maraming kaugnay na data, maaaring kailanganin mo ang isang data structure na katulad ng struct sa C. Lalo na sa pamamahala ng impormasyon mula sa database, paghawak ng file, o network communication, kinakailangan ang epektibong pagproseso ng data sa iba’t ibang sitwasyon.

Mga sitwasyong nagpapakita ng pangangailangan ng struct

Sa mga sumusunod na senaryo, ang paraan ng pamamahala ng data na katumbas ng struct sa Python ay lalo na kapaki-pakinabang.
  • Kapag nag-aasikaso ng malaking dami ng kaugnay na data: Halimbawa, kung kailangan mong pamahalaan ang dataset na may maraming property tulad ng impormasyon ng user o data ng produkto.
  • Pagproseso ng file o network communication: Sa pag-pack at unpack ng binary data, o sa pagpapadala at pagtanggap ng data sa isang tiyak na format, ang pamamaraan ng pamamahala ng data na katulad ng struct sa C ay epektibo.

2. Pagmomodelo ng istruktura gamit ang Python dataclass

dataclass ay isang module na ipinakilala sa Python 3.7, na nagbibigay-daan upang madaling tukuyin ang kumplikadong mga klase at epektibong pamahalaan ang mga data structure na kahawig ng istruktura. dataclass ay nag-aalok ng mas flexible na pamamahala ng data na mas katulad ng Python kumpara sa mga istruktura ng C language.

dataclass Pangunahing paggamit at mga halimbawa ng aplikasyon

dataclass ay nagbibigay-daan upang madaling tukuyin ang data structure, at hindi na kailangan ang manu-manong pagdeklara ng mga method. Susunod, ipinapakita ang isang pangunahing halimbawa ng paggamit.
from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Book:
    title: str
    author: str
    price: float
Sa halimbawang ito, nagde-define tayo ng data class na tinatawag na Book. Ang bawat field ay awtomatikong ini-initialize ng method na __init__, kaya madaling makagawa ng mga object.
book1 = Book("Python intro", "Sato", 2800)
print(book1)  # Output: Book(title='Python intro', author='Sato', price=2800)

dataclass Mga advanced na tampok

Higit pa rito, sa dataclass maaari kang magtakda ng default na halaga para sa mga field, at kahit na may mga opsyonal na field, mas madaling ideklara ang mga ito.
@dataclass
class Product:
    name: str
    price: float = 0.0  # Itakda ang default na halaga
Sa ganitong paraan, ang dataclass ay isang makapangyarihang tool sa mga sitwasyong nangangailangan ng simpleng pamamahala ng data na kahawig ng istruktura, na nagpapataas ng flexibility at readability ng pamamahala ng data.
年収訴求

3. Python struct module para sa paghawak ng data na katulad ng struct

Sa kabilang banda, ang struct module ng Python ay nag-aalok ng paraan ng pag-manipula na halos katulad ng struct sa C. Lalo na, marami itong mga tampok para sa pag-pack at unpack ng binary data, na kapaki-pakinabang sa komunikasyon sa network at pagproseso ng mga file.

Pangunahing paggamit ng struct module

Ang sumusunod na code ay halimbawa ng pag-pack ng integer at floating-point number sa byte string, at muling pag-unpack nito.
import struct

# I-pack ang integer at floating-point number sa byte string
packed_data = struct.pack('if', 1024, 3.14)
print(packed_data)  # Output: b'x00x04x00x00xc3xf5H@'

# I-unpack ang byte string
unpacked_data = struct.unpack('if', packed_data)
print(unpacked_data)  # Output: (1024, 3.140000104904175)
Ipinapakita ng halimbawang ito ang paraan na kapaki-pakinabang kapag nagse-save ng data sa binary format o kapag nagko-convert ng byte string para sa network communication. Lalo na, sa struct module, maaaring gamitin ang format string na nagtatakda ng data type (halimbawa: i ay integer, f ay floating-point) upang epektibong pamahalaan ang data.

Mas komplikadong paraan ng paghawak ng data type

Bukod pa rito, kapaki-pakinabang ang struct kapag humahawak ng maraming uri ng data nang sabay. Ipinapakita sa ibaba kung paano i-pack at i-unpack ang string, integer, at floating-point number.
packed_data = struct.pack('i4sf', 1, b'test', 2.7)
print(packed_data)  # Output: b'x01x00x00x00testxcdxcc,@'

unpacked_data = struct.unpack('i4sf', packed_data)
print(unpacked_data)  # Output: (1, b'test', 2.700000047683716)
Sa ganitong paraan, ang struct module ay isang napakaepektibong tool na nakatuon sa pag-pack at unpack ng binary data.

4. Pagkakaiba ng paggamit ng dataclass at struct sa Python

dataclass at struct ay may magkaibang katangian sa pamamahala ng data. Dito, ipapaliwanag kung sa anong mga sitwasyon dapat gamitin ang bawat isa.

Mga sitwasyon kung kailan dapat gamitin ang dataclass

  • Kung kailangan ng magaan na pamamahala ng data: Ang dataclass ay perpekto para sa epektibong paghawak ng data na katulad ng mga istruktura. Halimbawa, sa mga web application na nagma-manage ng impormasyon ng user, o sa mga sitwasyon kung saan nais mong simplehin ang paghawak ng data na may maraming field.
  • Mga sitwasyon kung saan binibigyang-diin ang nababasa at flexibility: Angkop ito sa mga proyektong pinahahalagahan ang readability ng Python code at nais mapabilis ang development.

Mga sitwasyon kung kailan dapat gamitin ang struct

  • Kung may kinalaman ang binary data: Kapag kailangan ng network communication o paghawak ng binary files, ang struct module ay maaaring epektibong i-convert ang data sa byte sequences.
  • Kung nais mong i-maximize ang memory efficiency: Kapag nais mong pamahalaan nang epektibo ang malaking dami ng data bilang byte sequences, ang struct ay isang mahusay na pagpipilian.

5. Mga Halimbawa ng Paggamit ng Struct

dataclass na Halimbawa: Sistema ng Pamamahala ng Data ng Produkto

Susunod, ipapakita namin ang isang halimbawa ng paggamit ng dataclass para pamahalaan ang impormasyon ng mga produkto. Ang sumusunod na code ay kumakatawan sa isang bahagi ng sistema ng pamamahala ng produkto sa isang EC site.
from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Product:
    name: str
    price: float
    stock: int

# Paglikha ng data ng produkto
product1 = Product("Laptop", 150000, 30)
product2 = Product("Smartphone", 80000, 50)

print(product1)  # Output: Product(name='Laptop', price=150000, stock=30)
Sa ganitong paraan, sa pamamagitan ng paggamit ng dataclass, madaling mapamahalaan ang komplikadong data ng produkto, at magagamit nang flexible sa mga sistema ng pamamahala ng imbentaryo at iba pa.

struct na Halimbawa: Pagpadala at Pagtanggap ng Binary Data sa Network Communication

Bukod dito, ang struct ay napaka-epektibo sa pagpapadala ng binary data sa network communication. Halimbawa, kapag nagpapadala at tumatanggap ng data sa pagitan ng mga server, maaaring i-convert ang data sa byte sequence at epektibong ipadala ito.
import struct

# I-pack ang data para ipadala (halimbawa ng data na ipapadala sa server)
data_to_send = struct.pack('i4sf', 42, b'data', 7.5)
print(data_to_send)  # Output: b'x2ax00x00x00datax00x00x00x00x00x00x00'

# I-unpack sa receiving side
received_data = struct.unpack('i4sf', data_to_send)
print(received_data)  # Output: (42, b'data', 7.5)
Ipinapakita ng code na ito ang proseso ng pag-pack ng integer value (42), 4-byte na string (data), at floating-point number (7.5) sa isang byte sequence para ipadala, at pag-unpack nito sa receiving side upang maibalik ang orihinal na data. Sa pamamagitan ng paggamit ng struct, posible ang epektibong pagproseso ng data sa maliit na memory size.

6. Buod

Bilang paraan upang gampanan ang papel ng struct sa Python, maaaring gamitin ang mga module na dataclass at struct upang mapalaki ang kakayahang mag-adjust at kahusayan ng pamamahala ng data sa iba’t ibang sitwasyon.
  • dataclass ay isang tool para magtakda ng magaan na istruktura ng data nang simple, na nagpapabuti sa nababasa at madaling mapanatili. Kadalasang ginagamit sa pag-develop ng aplikasyon at pagproseso ng data, at malaki nitong pinapasimple ang pagdeklara ng mga klase.
  • struct ay epektibo lalo na kapag humahawak ng binary data, at nagiging makapangyarihang paraan sa mga sitwasyong binibigyang halaga angusayan sa memorya. Ginagamit ito upang mapalaki ang performance sa network communication at file operations na gumagamit ng binary format.
Sa pamamagitan ng paggamit ng bawat tool ayon sa sitwasyon, mas magiging epektibo ang pag-manipula ng data sa Python. Pumili ng tamang tool batay sa uri ng data at layunin ng operasyon, at samantalahin ang makapangyarihang mga tampok ng Python.
年収訴求