Python中的向量

Question

我正在做一个关于在Python中处理向量的项目。但是我对Python还很陌生，不太知道该怎么做。这里有个说明：

“给向量类添加一个构造函数。这个构造函数应该接受一个参数。如果这个参数是整数（int）或者长整型（long），或者是从这两者派生的类的实例，那么就把这个参数当作向量实例的长度。在这种情况下，创建一个指定长度的向量，里面的每个元素都初始化为0.0。如果长度是负数，就抛出一个ValueError，并给出合适的提示。如果这个参数不被视为长度，那么如果这个参数是一个序列（比如列表），就用这个序列的长度和数值来初始化向量。如果这个参数既不是用作向量的长度，也不是一个序列，就抛出一个TypeError，并给出合适的提示。”

接下来实现__repr__方法，返回一段Python代码的字符串，这段代码可以用来初始化这个向量。这个代码字符串应该包含类的名称，后面跟一个左括号，然后是用列表表示的向量内容，最后是一个右括号。”

我不太确定怎么进行类类型检查，以及如何根据给定的对象来初始化向量。有人能帮我吗？谢谢！

Answer 1

在StackOverflow上，有很多关于如何在Python中检查类型的例子（可以看看我评论里推荐的那个）。

要初始化一个类，可以使用 __init__ 方法：

class Vector(object):
    def __init__(self, sequence):
        self._internal_list = list(sequence)

现在你可以调用：

my_vector = Vector([1, 2, 3])

在 Vector 类的其他函数中，你可以使用 self._internal_list。我在变量名前加了一个 _，这是为了表示这个变量不应该在类外被修改。

关于 list 函数的 文档 可能对你有帮助。

Answer 2

这里有你开始学习所需的所有内容：http://docs.python.org/library/functions.html

Answer 3

你的老师似乎对“Python”这门语言不太熟悉。;) 这门课的整个概念其实有点搞笑；真正的Python程序员通常直接使用内置的序列类型。不过，这种事情在学术练习中是很常见的，遗憾的是……

给Vector类添加一个构造函数。

在Python中，创建新对象和指定它属于哪个类的过程是自动处理的。然后，这个新对象会被传递给类的初始化方法，以便将其变成一个“合适”的实例，方法是设置这个类的新实例应该具备的属性。我们把这个方法叫做__init__。

构造函数应该接受一个参数。如果这个参数是整数（int）或长整数（long），或者是从这些类派生的实例

这可以通过使用内置函数isinstance来测试。你可以在文档中查找这个函数（或者在REPL中试试help(isinstance)）。

在这种情况下，构造一个指定长度的Vector，每个元素初始化为0.0。

在我们的__init__方法中，通常只是为属性赋初始值。__init__的第一个参数是我们正在初始化的新对象，我们通常称之为“self”，这样大家就能明白我们在做什么。其余的参数是调用者请求实例时传入的内容。在我们的例子中，我们总是期待正好一个参数。这个参数可能有不同的类型和含义，所以我们应该给它一个通用的名字。

当我们用isinstance检测到这个通用参数是整数类型时，我们就通过设置合适的数据来“构造”这个向量。我们只需将值赋给self的某个属性（可以根据需要命名），然后这个值将会是……嗯，你打算用什么来表示向量的数据呢？希望你已经考虑过这个问题了 :)

如果长度是负数，就抛出一个ValueError，并给出合适的提示信息。

哦，这个提醒很好……我们应该在尝试构造存储之前检查这一点。处理负数的明显方法基本上是把它当作零来处理。其他方法可能会抛出一个我们无法控制的异常。

如果参数不被视为长度，那么如果参数是一个序列（比如列表），就用给定序列的长度和数值来初始化向量。

所谓“序列”是一个比较模糊的概念；列表、元组等没有一个“序列”的基类，所以我们不能轻易用isinstance来检查。（毕竟，有人可能会发明一种我们没想到的新序列）。检查某个东西是否是序列的最简单方法是尝试用内置的iter函数为它创建一个迭代器。如果这个东西不可迭代，iter会抛出一个比较有意义的TypeError（试试吧！），这样错误处理就简单了——我们只需让它自己处理。

假设我们得到了一个迭代器，我们可以轻松创建我们的存储：大多数序列类型（我想你心里已经有一个了，肯定包括在内）会接受一个迭代器作为它们的__init__方法的参数，并做出复制序列数据的明显操作。

接下来实现__repr__方法，返回一段Python代码字符串，这段代码可以用来初始化Vector。这个字符串应该由类名、一个左括号、表示向量内容的列表、再加一个右括号组成。

希望这个说明不言自明。提示：你应该能通过利用存储属性自己的__repr__来简化这个过程。还可以考虑使用字符串格式化来拼接这个字符串。