Python 中 __getitem__ 方法的实现实践
偶然在网上发现这么一段Python代码：
import numpy as np
a = np.array(range(15)).reshape(3,5)
print(a)
print(a[0])
print(a[1])
print(a[1, 2])
这段代码返回：
array([[ 0, 1, 2, 3, 4],
[ 5, 6, 7, 8, 9],
[10, 11, 12, 13, 14]])
0
1
7
由于我对numpy库了解的不多，所以可以猜测到a[0]返回的是矩阵里索引为0的元素，同理a[1]是返回索引为1的元素，但是令我无法理解的是a[1, 2]。
我首先想到的是：这代码是不符合Python语法的吧，假设np.array实例是个列表，那么方括号里应该只能填整数或是切片才对，填1, 2怎么行呢？
但是这确实没有问题，a[1, 2]返回了矩阵a的第2列第3个元素，这个不难理解。难不成numpy用了什么黑科技？
用ipython实践一下：
In [1]: a = [x**2 for x in range(5)]
In [2]: a
Out[2]: [0, 1, 4, 9, 16]
In [3]: a[1, 2]
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-3-cff7934c3c80> in <module>
----> 1 a[1, 2]
TypeError: list indices must be integers or slices, not tuple
根据解释器的提示，可以得知方括号里的1, 2被解释器识别为了元组，即(1, 2)。
那么，假设我们重写list的某个魔术方法，是否就可以实现a[1, 2]“合法”化了呢？
说干就干，我们可以从collections模块的UserList类继承（不建议直接继承内建类list），编写一个新的类MyList，对MyList实例获取索引时除了整数或切片之外还可以传入元组，比如传入1, 2则分别返回MyList实例中索引为1和索引为2的元素。
首先阅读UserDict的代码：
class UserList(_collections_abc.MutableSequence):
"""A more or less complete user-defined wrapper around list objects."""
def __init__(self, initlist=None):
self.data = []
if initlist is not None:
# XXX should this accept an arbitrary sequence?
if type(initlist) == type(self.data):
self.data[:] = initlist
elif isinstance(initlist, UserList):
self.data[:] = initlist.data[:]
else:
self.data = list(initlist)
...
def __getitem__(self, i):
if isinstance(i, slice):
return self.__class__(self.data[i])
else:
return self.data[i]
...
我们可以重写__getitem__方法，使其可以接受并处理tuple对象。
MyList代码如下：
class MyList(UserList):
def __getitem__(self, i):
if isinstance(i, tuple):
return (self.data[x] for x in i) # 返回的不是tuple而是生成器
return super().__getitem__(i) # 为了不影响原方法的功能 在此调用超类UserList的方法
试验一下：
a = MyList([x**2 for x in range(5)])
print(a)
print(a[1, 2])
print(list(a[1, 2]))
返回如下：
[0, 1, 4, 9, 16]
<generator object MyList.__getitem__.<locals>.<genexpr> at 0x0000024EB6BF2C48>
[1, 4]
成功了！
学无止境啊。