如何实现支持具名键的类字典结构？能否修改__set__/__get__接收关键字参数？

我需要一种极简的类字典结构，要求支持具名键。比如我有一个值f(k, q)，原本可以用嵌套字典实现，比如f[0][1] = 'value'或者f[(0,1)] = 'value'，但用户很容易搞混f[0][1]和f[1][0]的顺序。所以我想要类似f[k=0, q=0] = 'value'的写法。如果用自定义类实现f.get()和f.set(value)这类方法，代码可读性会大打折扣——因为这些表达式会嵌入复杂公式里，可读性至关重要，所以赋值必须通过=运算符完成，不能把值当成函数参数传递。请问能不能修改__set__和__get__魔法方法来接受关键字参数？

首先要明确：你提到的__get__和__set__是描述符协议的方法，和字典取值赋值相关的是__getitem__与__setitem__。这两个方法本身不直接支持关键字参数，但可以利用Python 3.10+的语法特性——方括号内允许传入关键字参数，这些参数会被自动打包成字典，我们可以在自定义类里处理这个字典来实现需求。

基础实现 #

class NamedDict:
    def __init__(self):
        self._data = {}

    def __getitem__(self, kwargs):
        # 将关键字参数字典转为排序后的键值对元组，确保键的唯一性
        key = tuple(sorted(kwargs.items()))
        return self._data[key]

    def __setitem__(self, kwargs, value):
        key = tuple(sorted(kwargs.items()))
        self._data[key] = value

使用示例 #

f = NamedDict()
# 赋值
f[k=0, q=0] = 'foo'
f[q=1, k=0] = 'bar'  # 内部按键排序，这和f[k=0, q=1]是同一个键

# 取值
print(f[k=0, q=0])  # 输出 'foo'
print(f[q=0, k=0])  # 同样输出 'foo'

进阶：限制键名 #

如果需要严格限定只能使用指定的键（比如只允许k和q），可以在方法里添加校验逻辑：

class RestrictedNamedDict:
    def __init__(self):
        self._data = {}
        self._allowed_keys = {'k', 'q'}

    def __getitem__(self, kwargs):
        if kwargs.keys() != self._allowed_keys:
            raise ValueError(f"仅支持关键字参数：{self._allowed_keys}")
        key = tuple(sorted(kwargs.items()))
        return self._data[key]

    def __setitem__(self, kwargs, value):
        if kwargs.keys() != self._allowed_keys:
            raise ValueError(f"仅支持关键字参数：{self._allowed_keys}")
        key = tuple(sorted(kwargs.items()))
        self._data[key] = value

注意事项 #

• 该写法依赖Python 3.10及以上版本，因为方括号内使用关键字参数是3.10引入的新语法。
• 内部用排序后的元组作为键，是为了避免因关键字参数顺序不同导致的键冲突（比如f[k=0, q=0]和f[q=0, k=0]会被识别为同一个键）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Somebody Young