Python中有不少实用的内置装饰器实现，前面已经介绍了缓存、函数重载等方面的应用，相信能在实际工作中，帮助我们大大地简化一些样板化代码的编写，从而提高开发的效率，以及代码的可维护性。

@dataclass也是一个比较实用的内置装饰器，由于它的使用细节比较多，所以，今天这篇文章重点来聊聊@dataclass的使用。

本文的主要内容有：

1、dataclass的定义及基本使用

2、field的使用

3、ClassVar的使用

dataclass的特性是在Python3.7之后开始引入的，如果自己的Python环境是相对较老的版本需要注意一下。

在开始使用dataclass之前，我们先来看下dataclass的定义：

从定义中，我们应该有如下认知：

1、dataclass是一个函数装饰器，这个函数装饰器用于对类进行装饰增强。

2、这个装饰器的实现是基于类中定义的字段，自动生成相应的方法。

3、dataclass()函数中定义了一组默认的参数，这些参数用于控制第2点中所提及的自动生成的方法，比如__init__()、__repr__()等。

4、由于函数中的参数都带有默认值，所以，我们可以使用无参的装饰器，实现大部分场景中的装饰、动态扩充的需求。也可以，通过通过关键字参数的形式传入需要的参数，来更加灵活地使用该函数装饰器。

5、装饰器的核心实现机制在_process_class()函数中，感兴趣的可以自行查看其具体实现过程。

接下来，我们先来用一下无参的dataclass装饰器，直接看代码：

执行结果：

结合上面dataclass定义中，默认值为True的参数，以及当前的执行结果，可以得知：

1、参数init默认为True，则@dataclass装饰的类，会基于我们在类中定义的字段，自动生成实例对象的初始化方法：__init__()。

2、参数repr默认值为True，表示@dataclass装饰的类，会基于我们在类中定义的字段，自动生成实例对象的__repr__()方法。

3、参数eq默认值为True，表示@dataclass装饰的类，会基于我们在类中定义的字段，自动生成__eq__()方法，从而该类支持相等的判断。但是，仅限于=或者!=的操作，当我们尝试>、<等比较时，则会报错提示该类不支持这种操作。

4、参数match_args是在Python3.10中添加的新的参数，默认值为True，主要用于配合match...case...模式化匹配的新特性的使用。当该参数为True时，会自动生成__match_args__属性，该属性是一个包含字段名的元组，这样可以在模式匹配中进行数据类的自动化解包。

前3点是比较简单的，我们来举例说明一下match_args的作用：

执行结果：

可以看到，在match...case...模式匹配中，自动将实例对象的字段解包到对应的x和y变量中了。

回到上面提到的第3点，@dataclass默认不支持>、<等的比较运算的，因为order参数默认为False，我们修改该参数，可以让数据类自动支持这些比较运算。

执行结果：

需要说明的是，当order为True时，比较运算的规则是：将在类中定义的字段按照定义的顺序组装为元组，然后进行元组的比较，也就是按照元组中的元素顺序进行比较。所以，这种情况下，如果需要自定义比较、排序的规则，只需要调整类中字段定义的顺序即可。

在基本的使用中，在类中定义的所有字段都会出现在自动添加的方法中，我们如果需要控制字段在各个自动生成的方法中是否出现，可以通过filed来进行控制。

首先看一下field的定义：

从定义中，可以知道，我们可以通过field控制类中定义的字段的默认值、默认值工厂函数、是否出现在特定方法中等。

此外，如果只需要给定字段默认值，是不需要用到field的。

接下来，我们通过代码修改一下Point类的定义：

代码中，我们做了如下的调整：

1、将一个二维平面的点，升级为了一个三维空间的点，增加了一个Z轴的坐标值，为了不影响用户端代码的使用，使用filed将z字段设置为默认值为1，不需要放到__init__()方法中，不参与比较运算。

2、我们修改了比较运算的规则，将x通过field设定为不参与比较运算。

3、给y设定了一个默认值为10。

用户侧（这里以if __name__ == '__main__'代码块为例）中的代码无需做任何修改。

执行结果：

可以看到，比较和排序的规则已经变成了只比较y了。

在定义类中，有时候我们还需要定义一些类变量，在@dataclass装饰器定义的数据类的语境中，我们可以通过ClassVar来进行类变量的定义：

其实，ClassVar是一个类型注解的相关函数，使用ClassVar包裹的注解表示该属性应当作为一个类属性存在。

简单看下ClassVar的使用：

执行结果：

本文详细介绍了@dataclass这个内部装饰器，在定义数据类中的各种用法，详细介绍了dataclass函数中几个比较重要的带默认值参数的使用。同时介绍了field()函数对@dataclass装饰器装饰效果的影响。此外，还介绍了在数据类中通过ClassVar[type]的类型注解，实现类变量的定义。

感谢您的拨冗阅读，希望对您有所帮助。