枚举（Enum）

📚 总结

Python 中的枚举（Enum）是一个强大的工具，用于创建具有固定值集合的类。枚举提供了一种清晰、类型安全的方式来表示一组相关的常量：

  1. 🏗️ 基础结构：继承自 Enum 基类，创建固定值集合（可以使用 auto() 自动生成 ）
  2. 🔒 不可变性：保证枚举值在运行时不可修改，使用 @unique 确保枚举值唯一
  3. 📋 属性访问：通过 name 和 value 属性获取信息
  4. 🔍 类型理解：区分枚举成员、名字和值的不同类型
  5. 🔄 遍历能力：支持直接迭代所有枚举成员
  6. ⭐ 枚举运算：通过 == 、is 比较枚举值是否相等，使用 IntEnum 进行大小比较
  7. 💼 实际应用：枚举+枚举能力封装举例

📌 注意：枚举功能从 Python 3.4 版本开始支持

1. 枚举基类（Enum） 🏗️

基本语法

from enum import Enum

# 类创建
class Color(Enum):
    RED = 1
    GREEN = 2
    BLUE = 3
    
# 函数式API创建枚举
Animal = Enum('Animal', 'DOG CAT BIRD FISH')

# 或者使用字典
ResponseCode = Enum('ResponseCode', {
    'SUCCESS': 200,
    'NOT_FOUND': 404,
    'ERROR': 500
})

auto() 自动分配

from enum import Enum, auto

class Operation(Enum):
    ADD = auto()
    SUBTRACT = auto()
    MULTIPLY = auto()
    DIVIDE = auto()

# 查看自动分配的值
for op in Operation:
    print(f"{op.name} = {op.value}")

# 输出：
# ADD = 1
# SUBTRACT = 2
# MULTIPLY = 3
# DIVIDE = 4

📌 版本支持：auto() 功能从 Python 3.6 版本开始支持

💡 重点：枚举成员的值可以是任意类型（整数、字符串、元组等）

2. 枚举值不可改变 🔒

枚举的一个核心特性是其值在创建后无法被修改，这确保了数据的完整性和一致性。

值不可变

from enum import Enum

class Priority(Enum):
    LOW = 1
    MEDIUM = 2
    HIGH = 3

# ❌ 尝试修改枚举值 - 这将抛出异常
try:
    Priority.LOW = 10
except AttributeError as e:
    print(f"错误：{e}")
    # 输出：错误：Cannot reassign members.

# ❌ 尝试删除枚举成员 - 这也将抛出异常
try:
    del Priority.LOW
except AttributeError as e:
    print(f"错误：{e}")
    # 输出：错误：Cannot delete members.

值唯一

使用 @unique 装饰器确保唯一性

from enum import Enum, unique

@unique
class Color(Enum):
    RED = 1
    GREEN = 2
    BLUE = 3
    # CRIMSON = 1  # 如果取消注释，会抛出 ValueError

⚠️ 注意：枚举的不可变性是其设计的重要特性，确保了程序中常量的稳定性

3. 获取枚举值和名字 📋

获取枚举的名字和值

from enum import Enum

class Direction(Enum):
    NORTH = "N"
    SOUTH = "S"
    EAST = "E"
    WEST = "W"

# 获取枚举成员的名字
print(Direction.NORTH.name)    # 输出：NORTH

# 获取枚举成员的值
print(Direction.NORTH.value)   # 输出：N

通过值获取枚举成员

# 通过值获取枚举成员
north_direction = Direction("N")
print(north_direction)         # 输出：Direction.NORTH
print(north_direction.name)    # 输出：NORTH

# 或者使用字典语法
east_direction = Direction["EAST"]
print(east_direction)          # 输出：Direction.EAST
print(east_direction.value)    # 输出：E

4. 类型区别：type(Enum.xx.name) vs type(Enum.xx) 🔍

这是一个重要的概念差异，需要深入理解枚举成员的属性类型。

from enum import Enum

class Color(Enum):
    RED = 1
    GREEN = 2
    BLUE = 3

# 检查 name 属性的类型
print(f"Color.RED.name 的类型：{type(Color.RED.name)}")
# 输出：Color.RED.name 的类型：<class 'str'>

# 检查枚举成员本身的类型
print(f"Color.RED 的类型：{type(Color.RED)}")
# 输出：Color.RED 的类型：<enum 'Color'>

# 检查 value 属性的类型
print(f"Color.RED.value 的类型：{type(Color.RED.value)}")
# 输出：Color.RED.value 的类型：<class 'int'>

📝 总结：

  • name 属性总是返回 字符串类型
  • value 属性返回定义时指定的类型
  • 枚举成员本身是枚举类的实例

5. 可遍历特性 🔄

枚举类支持直接遍历，这使得批量处理枚举成员变得非常便捷。

from enum import Enum

class HttpStatus(Enum):
    OK = 200
    NOT_FOUND = 404
    SERVER_ERROR = 500

# 获取所有成员名称
names = [status.name for status in HttpStatus]
print(f"状态名称：{names}")
# 输出：状态名称：['OK', 'NOT_FOUND', 'SERVER_ERROR']

# 获取所有成员值
values = [status.value for status in HttpStatus]
print(f"状态码：{values}")
# 输出：状态码：[200, 404, 500]

# 使用 list() 转换
all_statuses = list(HttpStatus)
print(f"所有状态：{all_statuses}") # [<HttpStatus.OK: 200>, <HttpStatus.NOT_FOUND: 404>, <HttpStatus.SERVER_ERROR: 500>]

6. 枚举运算 ⭐

枚举比较和相等性

from enum import Enum

class Size(Enum):
    SMALL = 1
    MEDIUM = 2
    LARGE = 3

# 相等性比较
print(Size.SMALL == Size.SMALL)    # True
print(Size.SMALL == Size.MEDIUM)   # False

# 身份比较
print(Size.SMALL is Size.SMALL)    # True

# ❌ 不支持大小比较（会抛出异常）
try:
    print(Size.SMALL < Size.MEDIUM)
except TypeError as e:
    print(f"错误：{e}")

IntEnum 用于数值比较

from enum import IntEnum

class Priority(IntEnum):
    LOW = 1
    MEDIUM = 2
    HIGH = 3

# IntEnum 支持数值比较
print(Priority.LOW < Priority.HIGH)     # True
print(Priority.MEDIUM >= Priority.LOW)  # True

# 也可以与整数比较
print(Priority.HIGH == 3)               # True
print(Priority.LOW < 5)                 # True

💡 建议：当需要进行数值比较时，使用 IntEnum；当只需要标识符时，使用普通的 Enum

7. 实际应用示例 💼

from enum import Enum, auto

class UserRole(Enum):
    """用户角色枚举"""
    ADMIN = auto()
    MODERATOR = auto()
    USER = auto()
    GUEST = auto()
    
    def has_permission(self, action):
        """检查角色权限"""
        permissions = {
            UserRole.ADMIN: ['read', 'write', 'delete', 'manage'],
            UserRole.MODERATOR: ['read', 'write', 'delete'],
            UserRole.USER: ['read', 'write'],
            UserRole.GUEST: ['read']
        }
        return action in permissions.get(self, [])

# 使用示例
user_role = UserRole.USER
print(f"用户角色：{user_role.name}")
print(f"可以写入：{user_role.has_permission('write')}")  # True
print(f"可以删除：{user_role.has_permission('delete')}")  # False