Python __reversed__ 方法
最后修改于 2025 年 4 月 8 日
本综合指南将深入探讨 Python 的 __reversed__ 方法，这是实现序列反向迭代的特殊方法。我们将涵盖基本用法、自定义序列实现以及实际示例。
基本定义
__reversed__ 方法返回一个迭代器，该迭代器按反向顺序产生项。它由内置的 reversed() 函数调用。
主要特点：它应该返回一个迭代器对象，对于序列类型是可选的，并且对于某些类型提供比切片更有效的反向迭代。它支持自定义反向迭代行为。
基本的 __reversed__ 实现
这是一个简单的实现，展示了 __reversed__ 如何与自定义序列类一起工作。该方法返回一个反向迭代器。
class MySequence:
def __init__(self, data):
self.data = data
def __len__(self):
return len(self.data)
def __getitem__(self, index):
return self.data[index]
def __reversed__(self):
return reversed(self.data)
seq = MySequence([1, 2, 3, 4, 5])
for item in reversed(seq):
print(item)
此示例展示了一个实现 __reversed__ 的序列类，该类将工作委托给内置的 reversed() 函数。输出将打印从 5 到 1 的数字。
该类还实现了 __len__ 和 __getitem__，使其成为一个真正的序列。__reversed__ 增强了其功能。
自定义反向迭代器
为了获得更多控制，您可以创建一个自定义反向迭代器类，而不是使用内置的 reversed()。
class ReverseIterator:
def __init__(self, sequence):
self.sequence = sequence
self.index = len(sequence)
def __iter__(self):
return self
def __next__(self):
if self.index == 0:
raise StopIteration
self.index -= 1
return self.sequence[self.index]
class MySequence:
def __init__(self, data):
self.data = data
def __len__(self):
return len(self.data)
def __getitem__(self, index):
return self.data[index]
def __reversed__(self):
return ReverseIterator(self)
seq = MySequence([10, 20, 30, 40])
for item in reversed(seq):
print(item)
此实现展示了一个专门的 ReverseIterator 类，该类处理反向迭代逻辑。它维护一个递减的索引。
迭代器同时实现了 __iter__ 和 __next__，使其成为一个真正的迭代器。这种方法提供了最大的灵活性。
反转链表
__reversed__ 对于数据结构特别有用，在这些数据结构中，反向迭代不像通过索引向后计数那样简单。
class Node:
def __init__(self, value, next_node=None):
self.value = value
self.next = next_node
class LinkedList:
def __init__(self):
self.head = None
def append(self, value):
if not self.head:
self.head = Node(value)
else:
current = self.head
while current.next:
current = current.next
current.next = Node(value)
def __iter__(self):
current = self.head
while current:
yield current.value
current = current.next
def __reversed__(self):
values = list(self)
return reversed(values)
lst = LinkedList()
lst.append(1)
lst.append(2)
lst.append(3)
for item in reversed(lst):
print(item)
此链表实现展示了 __reversed__ 如何与非索引序列一起工作。它首先将列表转换为 Python 列表。
对于大型链表，更有效的方法是实现一个真正的反向迭代器，该迭代器在不创建临时列表的情况下遍历列表。
使用切片语法反转
对于支持切片操作的序列，__reversed__ 可以利用它来实现简洁的实现。
class MyRange:
def __init__(self, start, stop):
self.start = start
self.stop = stop
def __len__(self):
return max(0, self.stop - self.start)
def __getitem__(self, index):
if index < 0:
index += len(self)
if 0 <= index < len(self):
return self.start + index
raise IndexError("Index out of range")
def __reversed__(self):
return self[::-1]
r = MyRange(1, 6)
for num in reversed(r):
print(num)
这个类似 range 的类使用 Python 的切片语法实现了 __reversed__。[::-1] 切片创建序列的反向视图。
切片方法简洁，但对于非常大的序列可能不是最高效的，因为它会在内存中创建一个新的序列对象。
反转自定义集合
对于更复杂的集合，__reversed__ 可以实现自定义的反向迭代逻辑，而不依赖于索引。
class TreeNode:
def __init__(self, value):
self.value = value
self.children = []
def add_child(self, node):
self.children.append(node)
class Tree:
def __init__(self, root):
self.root = root
def __reversed__(self):
def traverse(node):
for child in reversed(node.children):
yield from traverse(child)
yield node.value
return traverse(self.root)
root = TreeNode(1)
child1 = TreeNode(2)
child2 = TreeNode(3)
root.add_child(child1)
root.add_child(child2)
child1.add_child(TreeNode(4))
child1.add_child(TreeNode(5)))
tree = Tree(root)
for value in reversed(tree):
print(value)
这个树结构使用 __reversed__ 实现反向深度优先遍历。它以反向顺序递归地产生子节点。
该实现使用嵌套的生成器函数来处理递归遍历。这种模式对于复杂的数据结构很常见。
最佳实践
- 返回迭代器：确保 __reversed__ 返回一个迭代器对象
- 保持一致性：反向顺序应符合预期
- 考虑效率：针对大型序列进行优化
- 记录行为：清晰地记录反转顺序
- 实现双向：提供 __iter__ 和 __reversed__
资料来源
作者
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