在Python中将字典转为成员变量的方法

当我们在Python中写一个class时，如果有一部分的成员变量需要用一个字典来命名和赋值，此时应该如何操作呢？这个场景最常见于从一个文件（比如json、npz之类的文件）中读取字典变量到内存当中，再赋值给一个类的成员变量，或者已经生成的实例变量。

使用__dict__定义成员变量

在python中直接支持了__dict__.update()这样的方法来操作，避免了对locals()、vars()和eval()函数的使用，我们可以直接看这样的一个案例：

In [1]: dict_a = {'a':1, 'b':2}
 
In [2]: dict_b = {'c':3}
 
In [3]: class D(object):
   ...:     def __init__(self):
   ...:         self.d = 4
   ...:         self.__dict__.update(dict_a)
   ...:         self.__dict__.update(dict_b)
   ...: 
 
In [4]: new_D = D()
 
In [5]: new_D.__dict__
Out[5]: {'d': 4, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
 
In [6]: new_D.a
Out[6]: 1
 
In [7]: new_D.c

Out[7]: 3

在这个案例中，我们在类的外部定义了两个字典dict_a和dict_b，字典的key值都是字符串的格式。而我们知道字符串格式在python中如果不使用eval，是不能直接作为变量名来使用的。而通过__dict__.update()的方法将字典导入后，会自动识别其中所有的key和value值，转而赋值给当前类作为成员变量。但是这个方法有一个缺点是，只能通过单层的字典来赋值，如果遇到有层级结构的字典，是不会自动分辨层级结构进行赋值的，比如下方的代码：

In [15]: dict_a = {'f':{'h':8},'g':7}
 
In [16]: new_D = D()
 
In [17]: new_D.__dict__

Out[17]: {'d': 4, 'f': {'h': 8}, 'g': 7, 'c': 3}

嵌套字典转成员变量

根据上一个章节中最后提到的这个特殊场景，我们需要对字典内的元素进行递归，如果遇到嵌套的字典元素，则递归的将该元素添加到下一层级的成员变量中，具体代码如下所示：

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dict_a = {'f':{'h':8},'g':7}
dict_b = {'c':3}
 
class D:
    def __init__(self, *args):
        for arg in args:
            for k, v in arg.items():
                if isinstance(v, dict):
                    self.__dict__[k] = D(v)
                else:
                    self.__dict__[k] = v
 
new_D = D(dict_a, dict_b)
print (new_D.__dict__)

print (new_D.f.h)

最终的输出结果如下所示：

{'f': <__main__.D object at 0x7fd2f32a4340>
, 'g': 7, 'c': 3}

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可以看到，我们最终通过new_D.f.h的方法，成功读取了原有的嵌套字典中的value。虽然这种写法看起来不是很优雅，但是似乎也没有更好的解决方案。

并且，通过这个小问题的实践，发现了另外一个略有意思的问题：对python中的字典类型进行更新时，如果key的字符串中带有点号，比如parDict['group1.b'] = 3，只能通过这样的字符串的形式进行更新，如果使用parDict.update(group1.b=4)则会发生报错，这是因为点号在python中不是一个标识符，不能用于命名，原文内容如下：

The valid characters for identifiers are the same as in Python 2.x:the uppercase and lowercase letters A through Z, the underscore _ and,except for the first character, the digits 0 through 9.

总结

本文所解决的问题场景是这样的：如果给定一个字典，比如一般从json文件或者npz文件中加载出来的数据都是字典的数据结构，如果我们希望把这个字典赋值给一个类，且使得字典的key和value分别作为类的成员变量名和成员变量值，那么该如何实现呢？对于一个展平的字典而言（没有嵌套字典），我们直接使用update就可以将字典中的所有key和value转变为当前类的成员变量。比较麻烦的是包含有嵌套字典的层级结构字典，此时我们只能使用循环，并且递归的对类的成员变量进行赋值。