对象与字典：如何组织数据树？

Question

我正在编写一个模拟程序，数据以树状结构组织。主要的对象是 World，它包含了一些方法和一个 City 对象的列表。每个 City 对象又有一些方法和一个 Population 对象的列表。而 Population 对象本身没有方法，只是用来存储一些属性。

我想问的是关于 Population 对象的，我可以选择从 object 继承或者创建成字典。哪种方式组织起来更高效呢？

以下是一些让我犹豫的情况：

保存数据
我需要能够保存和加载这个模拟程序的数据，为此我使用了 内置的 json（我希望数据是人类可读的）。因为程序是以树状结构组织的，所以在每个层级保存数据可能会比较麻烦。在这种情况下，最好将人口数据作为字典保存在 City 实例的 population 列表中。这样，保存数据只需将 City 实例的 __dict__ 传递给 Json 就可以了。

使用数据
如果我想操作人口数据，作为类实例会比作为字典更方便。不仅语法简单，而且在编码时我可以更好地享受自省功能。

性能
最后，我不太确定在资源使用上哪种方式更高效。对象和字典之间其实差别不大，因为每个对象都有一个 __dict__ 属性，可以用来访问它的所有属性。如果我用大量的 City 和 Population 对象来运行模拟，使用对象和字典哪个会占用更少的资源呢？

所以，再问一次，组织树状数据的最有效方式是什么？字典还是对象更好？或者说有没有什么秘密可以帮助组织这些数据树呢？

Answer 1

我觉得你可以考虑使用一个叫做 namedtuple 的东西（可以查看 Python文档，了解 collections 模块）。这样你就可以像访问普通类的属性一样，通过名字来访问 Population 对象的属性，比如用 population.attribute_name，而不是像字典那样用 population['attribute_name']。因为你在 Population 类里没有放任何方法，这样就足够了。

关于你提到的“保存数据”的需求，还有一个 _asdict 方法，它会返回一个字段名和对应值的字典，你可以把这个字典传给 json。（不过你可能需要注意一下，具体从这个方法得到的是什么，取决于你使用的 Python 版本。有些版本返回的是字典，有些返回的是 OrderedDict。这对你来说可能没什么影响。）

namedtuples 也很轻量，所以它们也符合你“运行模拟”的资源需求。不过，我想提醒你，大家也提到过，不用太担心这个，除非你在做一些复杂的数据处理，否则差别会很小。

Answer 2

正如你自己看到的，实际上这两者之间的区别不大。我的看法是，使用单独的、硬编码的属性在对象中稍微简单一些（因为不需要给名字加引号），而字典则更方便地把所有值当作一个集合来处理（比如可以直接对它们求和）。所以我会选择对象，因为人口对象的数据通常是多样的，而且相对独立。

Answer 3

为什么不使用混合的 dict 和 object 呢？

class Population(dict):
    def __getattr__(self, key):
        return self[key]
    def __setattr__(self, key, value):
        self[key] = value

这样你就可以通过属性（比如 foo.bar）轻松访问已知的名称，同时又能保留 dict 的功能，方便访问未知的名称，进行遍历等等，而不需要使用复杂的 getattr 和 setattr 语法。

如果你想在创建时总是初始化特定的字段，可以添加一个 __init__ 方法：

def __init__(self, starting=0, birthrate=100, imrate=10, emrate=10, deathrate=100):
     self.update(n=starting, b=birthrate, i=imrate, e=emrate, d=deathrate)