python - 使用类在python中定义多个变量

Question

我对 python 还是个新手，这可能是那些(愚蠢的)无聊问题之一。但是，我们将不胜感激任何帮助。我正在编写涉及许多变量的程序，并且我决定使用一个类来封装所有变量(希望随着时间的推移让我更容易“阅读”)，但它并没有像我想象的那样工作。因此，事不宜迟，这里是捕获要点的类的一部分。

import numpy as np

class variable:
    def __init__(self, length):
        self.length = length # time length`
    def state_dynamic(self):
        length = self.length
        return np.zeros((2, np.size(length)))
    def state_static(self):
        length = self.length
        return np.zeros((2, np.size(length)))        
    def control_dynamic(self):
        length = self.length
        return np.zeros((2, np.size(length)))        
    def control_static(self):
        length = self.length
        return np.zeros((2, np.size(length)))
    def scheduling(self):
        length = self.length
        return np.zeros(np.size(length))
    def disturbance(self):
        length = self.length
        dummy = np.random.normal(0., 0.1, np.size(length))
        for i in range(20):
            dummy[i+40] = np.random.normal(0., 0.01) + 1.
        dummy[80:100] = 0.
        return dummy

这个我也试过:

import numpy as np

class variable:
    def __init__(self, type_1, type_2, length):
        self.type_1 = type_1 # belongs to set {state, control, scheduling, disturbance}
        self.type_2 = type_2 # belongs to set {static, dynamic, none}
        self.length = length # time length
    def type_v(self):
        type_1 = self.type_1
        type_2 = self.type_2
        length = self.length
        if type_1 == 'state' and type_2 == 'dynamic':
            return np.zeros((2, np.size(length)))
        elif type_1 == 'state' and type_2 == 'static':
            return np.zeros((2, np.size(length)))
        elif type_1 == 'control' and type_2 == 'dynamic':
            return np.zeros((2, np.size(length)))
        elif type_1 == 'control' and type_2 == 'static':
            return np.zeros((2, np.size(length)))
        elif type_1 == 'scheduling' and type_2 == 'none':
            return np.zeros(np.size(length))        
        elif type_1 == 'disturbance' and type_2 == 'none':
            dummy = np.random.normal(0., 0.1, np.size(length))
            for i in range(20):
            dummy[i+40] = np.random.normal(0., 0.01) + 1.
            dummy[80:100] = 0.
            return dummy

现在，使用第一个(第二个类的结果也相同)，当我写下以下内容时，说:

In [2]: time = np.linspace(0,10,100)

In [5]: v = variable(time)

In [6]: v1 = v.state_dynamic

In [7]: v1.size
---------------------------------------------------------------------------
AttributeError                            Traceback (most recent call last)
/home/<ipython-input-7-e6a5d17aeb75> in <module>()
----> 1 v1.size

AttributeError: 'function' object has no attribute 'size'

In [8]: v2 = variable(np.size(time)).state_dynamic

In [9]: v2
Out[9]: <bound method variable.state_dynamic of <__main__.variable instance at 0x3ad0a28>>

In [10]: v1[0,0]
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
/home/<ipython-input-10-092bc2b9f982> in <module>()
----> 1 v1[0,0]

TypeError: 'instancemethod' object has no attribute '__getitem__'

我希望通过写作

variable(length).state_dynamic

我会访问

np.zeros((2, np.size(length)))

无论如何，如果我做了一些非常愚蠢的事情，请告诉我 :) 并随时提供任何建议。预先感谢您的时间和亲切的关注。最好的问候。

编辑#1:

@wheaties:

感谢您的快速回复和帮助:)

我目前正在尝试做的是以下内容。我必须绘制几个“变量”，例如状态、控制、辍学、调度和干扰。所有变量都取决于三个参数，即动态、静态和地平线。此外，状态和控制是 np.zeros((2, np.size(length)))，dropout 和调度是 np.zeros(np.size(length)) 干扰具有特定的形式(见上文)。最初，我在脚本中声明了它们，但列表很长而且看起来很丑。我使用这些变量来存储所考虑的动力系统的响应并绘制它们。我不知道这是否是执行此操作的好方法，如果您有任何建议，请分享。

再次感谢您的帮助。

Answer 1

你的意思是你想要命名访问一堆状态信息？类变量的普通 Python 习惯用法如下所示:

class Variable(object):
   def __init__ (self, state_dynamic, state_static, control_static, control_dynamic, scheduling):
      self.state_dynamic = state_dynamic
      self.state_static = state_static
      self.control_static = control_static
      self.control_dynamic = control_dynamic
      self.scheduling = control_dynamic

这实质上创建了一个包含命名字段的存储桶，其中包含您通过构造函数输入的值。您还可以使用 namedtuple 创建轻量级数据类工厂类，它避免了一些样板文件。

另一个可能适用的 python 习惯用法是使用 @property decorator正如@wheaties 的回答。这基本上伪装了一个函数调用，使其看起来像一个字段。如果您正在做的事情可以简化为功能基础，那将是有道理的。这是想法的一个例子(不是基于你的问题集，因为我不确定我是否理解你在用所有这些相同的变量做的细节)——在这种情况下我我制作了一个方便的包装器，用于提取存储在 python 数字中但实际上是一个位字段的单个标志:

class Bits(object):
   def __init__(self, integer):
      self.Integer = integer # pretend this is an integer between 0 and 8 representing 4 flags

   @property 
   def locked(self):
      # low bit = locked
      return self.Integer & 1 == 1

   @property
   def available(self):
     return self.Integer & 2 == 2

   @property
   def running_out_of_made_up_names(self):
     return self.Integer & 4 == 4

   @property
   def really_desperate_now(self):
     return self.Integer & 8 == 8

 example = Bits(7)
 print example.locked
 # True
 print example.really_desperate_now
 # False