嵌套字典在设置项目时充当defaultdict，但在获取项目时不充当

Question

我想实现一个具有以下属性的类似dict的数据结构：

from collections import UserDict

class TestDict(UserDict):
    pass

test_dict = TestDict()

# Create empty dictionaries at 'level_1' and 'level_2' and insert 'Hello' at the 'level_3' key.
test_dict['level_1']['level_2']['level_3'] = 'Hello'

>>> test_dict
{
    'level_1': {
        'level_2': {
            'level_3': 'Hello'
        }
    }
}

# However, this should not return an empty dictionary but raise a KeyError.
>>> test_dict['unknown_key']
KeyError: 'unknown_key'

据我所知，问题在于python不知道__getitem__是在设置项目的上下文中（即第一个示例）还是在获取和项目的上下文中（第二个示例）调用了。

我已经看过Python的“defaultdict”：设置时使用default，但获取时不使用default，但我不认为这个问题是重复的，也不是它回答了我的问题。

如果您有任何想法请告诉我。

提前致谢。

编辑：

使用以下方法可以实现类似的目的：

def set_nested_item(dict_in: Union[dict, TestDict], value, keys):
    for i, key in enumerate(keys):
        is_last = i == (len(keys) - 1)
        if is_last:
            dict_in[key] = value
        else:
            if key not in dict_in:
                dict_in[key] = {}
            else:
                if not isinstance(dict_in[key], (dict, TestDict)):
                    dict_in[key] = {}

            dict_in[key] = set_nested_item(dict_in[key], value, keys[(i + 1):])
        return dict_in


class TestDict(UserDict):
    def __init__(self):
        super().__init__()

    def __setitem__(self, key, value):
        if isinstance(key, list):
            self.update(set_nested_item(self, value, key))
        else:
            super().__setitem__(key, value)

test_dict[['level_1', 'level_2', 'level_3']] = 'Hello'
>>> test_dict
{
    'level_1': {
        'level_2': {
            'level_3': 'Hello'
        }
    }
}

Answer 1

不可能。

test_dict['level_1']['level_2']['level_3'] = 'Hello'

在语义上等效于：

temp1 = test_dict['level_1'] # Should this line fail?
temp1['level_2']['level_3'] = 'Hello'

但是…如果确定要实现它，则可以检查Python堆栈以获取/解析代码调用行，然后根据代码调用行是否包含分配来改变行为！不幸的是，有时调用代码在堆栈跟踪中不可用（例如，以交互方式调用时），在这种情况下，您需要使用Python字节码。

import dis
import inspect
from collections import UserDict

def get_opcodes(code_object, lineno):
    """Utility function to extract Python VM opcodes for line of code"""
    line_ops = []
    instructions = dis.get_instructions(code_object).__iter__()
    for instruction in instructions:
        if instruction.starts_line == lineno:
            # found start of our line
            line_ops.append(instruction.opcode)
            break
    for instruction in instructions:
        if not instruction.starts_line:
            line_ops.append(instruction.opcode)
        else:
            # start of next line
            break
    return line_ops

class TestDict(UserDict):
    def __getitem__(self, key):
        try:
            return super().__getitem__(key)
        except KeyError:
            # inspect the stack to get calling line of code
            frame = inspect.stack()[1].frame
            opcodes = get_opcodes(frame.f_code, frame.f_lineno)
            # STORE_SUBSCR is Python opcode for TOS1[TOS] = TOS2
            if dis.opmap['STORE_SUBSCR'] in opcodes:
                # calling line of code contains a dict/array assignment
                default = TestDict()
                super().__setitem__(key, default)
                return default
            else:
                raise

test_dict = TestDict()
test_dict['level_1']['level_2']['level_3'] = 'Hello'
print(test_dict)
# {'level_1': {'level_2': {'level_3': 'Hello'}}}

test_dict['unknown_key']
# KeyError: 'unknown_key'

以上只是部分解决方案。如果同一行上还有其他字典/数组分配，仍然可以上当，例如other['key'] = test_dict['unknown_key']。一个更完整的解决方案将需要实际分析代码行以找出变量在赋值中的位置。