Создание списка Python (динамический массив) с нуля

Это пользовательская реализация класса списка Python с именем «mylist». Класс использует библиотеку ctypes для создания массива C-типа с заданной емкостью, который используется для хранения элементов списка.

Класс имеет несколько методов, таких как init, __len__, append, pop, clear, find, insert, remove, __resize, __str__, __getitem__, __delitem__ и __make_array, которые имитируют функциональность встроенных методов списка Python.

class mylist:

  def __init__(self):
    self.size = 1
    self.n = 0
    # create a C type ka array with size -> self.size
    self.A = self.__make_array(self.size)

  def __len__(self):
    return self.n

  def append(self,item):
    # check if vacant
    if self.n == self.size:
      # array is full -> resize
      self.__resize(self.size*2)

    self.A[self.n] = item
    self.n = self.n + 1

  def pop(self):
    if self.n == 0:
      return 'Empty List'
    print(self.A[self.n-1])
    self.n = self.n - 1

  def clear(self):
    self.n = 0
    self.size = 1

  def find(self,item):

    for i in range(self.n):
      if self.A[i] == item:
        return i
    return 'ValueError - not in list'

  def insert(self,pos,item):

    if self.n == self.size:
      self.__resize(self.size*2)

    for i in range(self.n,pos,-1):
      self.A[i] = self.A[i-1]

    self.A[pos] = item
    self.n = self.n + 1

  def remove(self,item):
    # search and get pos
    pos = self.find(item)
    if type(pos) == int:
      # delete
      self.__delitem__(pos)
    else:
      return pos

  def __resize(self,new_capacity):
    # create a new array with new capacity
    B = self.__make_array(new_capacity)
    self.size = new_capacity
    # copy the content of old array to new one
    for i in range(self.n):
      B[i] = self.A[i]
    # reassign A
    self.A = B

  def __str__(self):
    result = ''
    for i in range(self.n):
      result = result + str(self.A[i]) + ','

    return '[' + result[:-1] + ']'

  def __getitem__(self,index):

    if 0<= index < self.n:
      return self.A[index]
    else:
      return 'IndexError'

  def __delitem__(self,pos):
    # delete pos wala item
    if 0<= pos < self.n:
      for i in range(pos,self.n-1):
        self.A[i] = self.A[i+1]

      self.n = self.n - 1

  def __make_array(self,capacity):
    # referential array(C type)
    return (capacity*ctypes.py_object)()

Метод ‘__init __’ или конструктор инициализирует класс и создает массив размером 1 и присваивает его переменной ‘self.A’.

def __init__(self):
    self.size = 1
    self.n = 0
    # create a C type ka array with size -> self.size
    self.A = self.__make_array(self.size)

Магический метод __len__ возвращает количество элементов в списке.

def __len__(self):
    return self.n

Метод «append» добавляет элемент в список, и, если список заполнен, он изменяет размер массива для размещения нового элемента.

 def append(self,item):
    # check if vacant
    if self.n == self.size:
      # array is full -> resize
      self.__resize(self.size*2)

    self.A[self.n] = item
    self.n = self.n + 1

Метод pop удаляет последний элемент списка и печатает его.

def pop(self):
    if self.n == 0:
      return 'Empty List'
    print(self.A[self.n-1])
    self.n = self.n - 1

Метод «очистить» устанавливает количество элементов в списке равным 0.

def clear(self):
    self.n = 0
    self.size = 1

Метод find находит индекс элемента в списке.

def find(self,item):

    for i in range(self.n):
      if self.A[i] == item:
        return i
    return 'ValueError - not in list'

Метод «insert» вставляет элемент в определенную позицию в списке, и если список заполнен, он изменяет размер массива для размещения нового элемента.

def insert(self,pos,item):

    if self.n == self.size:
      self.__resize(self.size*2)

    for i in range(self.n,pos,-1):
      self.A[i] = self.A[i-1]

    self.A[pos] = item
    self.n = self.n + 1

Метод remove удаляет определенный элемент из списка.

def remove(self,item):
    # search and get pos
    pos = self.find(item)
    if type(pos) == int:
      # delete
      self.__delitem__(pos)
    else:
      return pos

Метод «__resize» изменяет размер массива до указанной новой емкости.

def __resize(self,new_capacity):
    # create a new array with new capacity
    B = self.__make_array(new_capacity)
    self.size = new_capacity
    # copy the content of old array to new one
    for i in range(self.n):
      B[i] = self.A[i]
    # reassign A
    self.A = B

Волшебный метод __str__ возвращает список в виде строки с элементами, разделенными запятыми и заключенными в квадратные скобки.

  def __str__(self):
    result = ''
    for i in range(self.n):
      result = result + str(self.A[i]) + ','

    return '[' + result[:-1] + ']'

Магический метод ‘__getitem__’ возвращает элемент по определенному индексу.

def __getitem__(self,index):

    if 0<= index < self.n:
      return self.A[index]
    else:
      return 'IndexError'

Магический метод ‘__delitem__’ удаляет элемент в определенной позиции.

def __delitem__(self,pos):
    # delete pos wala item
    if 0<= pos < self.n:
      for i in range(pos,self.n-1):
        self.A[i] = self.A[i+1]

      self.n = self.n - 1

Метод ‘__make_array’ создает массив C-типа с заданной емкостью и возвращает его.

def __make_array(self,capacity):
    # referential array(C type)
    return (capacity*ctypes.py_object)()

В целом, этот класс реализует базовую функциональность списка Python с использованием библиотеки ctypes, что позволяет лучше контролировать управление памятью и производительность.