Python中通过自定义类优雅获取最大值对应的变量名

前言

版本：

• windows 10.0
• python 3.8

问题简述

近期遇到一个常见需求：将不同值分别赋值给多个变量，并在比较大小后，希望直接获取最大值所对应的变量名称。

a = 34
b = 55
c = 12
d = 55
max(a, b, c)  # 期望得到'b'

熟悉Python的读者知道，直接使用max()函数处理上述例子时，只能返回数值55，而无法直接得到字符串'b'。那么，如何准确地获取这个变量名'b'呢？

一个想法

获取变量名本身并不复杂，全局作用域可用globals()，局部作用域可用locals()。但难点在于，当已知a、b、c三者最大值为55时，若遍历globals()返回的所有变量及值，可能会匹配到未参与比较的变量d（其值也为55），这在逻辑上不够严谨，实际使用也不够优雅。

经验丰富的Python开发者通常会另辟蹊径：既然获取值比获取变量名更直接，不如将原本设定的变量名转换为值，建立如字典键值对或列表这样的映射关系，从而通过值反推变量名。

dict1 = {'a': 34, 'b': 55, 'c': 12}
list1 = [('a', 34), ('b', 55), ('c', 12)]

在此思路启发下，是否可以通过类结构来实现这一目标？即将名称和值封装为类的属性，在比较大小后，由类返回最大值对应的名称。类的结构示意如下：

class Int:

    def __init__(self, name, value):
        assert isinstance(name, (str, int, float, tuple)), 'name值应该为不可变对象！'
        self.name = name
        assert isinstance(value, (int, float)), 'value值应该为数字！'
        self.value = value

    def __eq__(self, other):
        print('eq')
        return self.value == other.value

    def __gt__(self, other):
        print('gt')
        return self.value > other.value
def __ge__(self, other):
        print('ge')
        return self.value >= other.value

    def __lt__(self, other):
        print('lt')
        return self.value < other.value

    def __le__(self, other):
        print('le')
        return self.value <= other.value

定义一个类，并实现大小比较相关的魔法方法，包括等于（__eq__）、大于（__gt__）、大于等于（__ge__）、小于（__lt__）和小于等于（__le__）。当对类的实例进行如==、>等比较操作时，Python会自动调用这些魔法方法。

在撰写本文前，并未深入探究max()函数的内部处理逻辑，即它是通过魔法函数实现比较还是其他机制。查阅官方文档后仍未能完全理解其具体实现，由于未查看C语言源码，笔者尝试将几个类实例直接传入max()函数，观察打印输出。

从输出结果可以看到多次打印'gt'，由此可以推测其实现逻辑：max()函数通过遍历传入的值进行两两比较（本质是多次使用>运算符），并调用__gt__魔法方法来确定最大值。

显然，每次比较都会返回布尔值，系统依据比较结果选取当前最大值与下一个值继续比较。回到原问题，若有多个值需要比较，且部分值的value相同但未参与最终比较逻辑，只要将需要比较的类实例传入max()，即可返回对应的值。需要注意的是，如果存在value相同的多个实例，max()不会同时返回它们，而是返回其中一个。使用类来解决此问题，整体结构更加优雅，工作流程也更为顺畅。

总结

近期的一些思考：为什么要返回变量名？使用变量名的目的是什么？能否将变量名转换为值来处理？大多数情况下，定义变量是为了更方便地使用其引用的值；但有时变量名反而可能成为负担，这时就需要重新审视变量与值的关系及其数据结构。

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