ทำ Infinity List ใน Python

พอดีไปขุด Project Euler มาเล่น แล้วมันต้องได้ยุ่งกับพวก infinity sequence อย่างจำนวนเฉพาะ, ฟีโบนักชีบ่อยๆ ตอนแรกก็ใช้แค่ list ธรรมดาเนี่ยแหละ แล้วถ้า index ที่อยากได้ไม่มีก็ค่อยไปเรียก function แยกมาคำนวณแล้วเก็บข้อมูลกลับเข้า list เอา

ทีนี้เขียนไปเขียนมารู้สึกว่า code มันไม่สวยเอาซะเลย เพราะไอ้จำนวนเหล่านี้เนี่ย เวลาหามันจะกระโดดข้ามไป index ที่ต้องการไม่ได้อยู่แล้ว บวกกับจำนวนพวกนี้มันหาเพิ่มได้เรื่อยๆ ไม่มีที่สิ้นสุด ดังนั้นในสายตาของนักคณิตศาสตร์อย่างผม ถ้าเขียน prime[100] แล้วเจอฟ้องว่า index out of range นี่คงเซ็งน่าดู เลยคิดว่ามันน่าจะมีวิธี hack ให้ใช้ syntax นี้หาค่าใน index ที่ต้องการแม้ต้อนนี้จะยังไม่มีได้

ค้นไปค้นมาก็เจอ list.__getitem__ เลยจัดการลงมือลุย

class InfinityList(list):
    def __iter__(self):
        n = 0
        while True:
            yield self[n]
            n += 1

    def __repr__(self):
        return super(InfinityList, self).__repr__()[:-1] + ', ...]'


class fibonacci(InfinityList):
    def __getitem__(self, n):
        while True:
            try:
                return super(InfinityList, self).__getitem__(n)
            except IndexError:
                self.append( super(InfinityList, self).__getitem__(-1) +
                             super(InfinityList, self).__getitem__(-2) )

    def __init__(self):
        super(InfinityList, self).__init__([1, 1])


class prime(InfinityList):
    def __getitem__(self, n):
        while True:
            try:
                return super(InfinityList, self).__getitem__(n)
            except IndexError:
                c = super(InfinityList, self).__getitem__(-1)
                while True:
                    c += 2
                    for p in self[:]:
                        if not c % p:
                            break
                    else:
                        self.append(c)
                        break

    def __init__(self):
        super(InfinityList, self).__init__([2, 3])

fibonacci = fibonacci()
prime = prime()

กรอเวลาไปข้างหน้า 8 ชั่วโมง ก็มีของเล่นใหม่ตามที่แปะเป็นตัวอย่างไว้ด้านบน

1. ใน __getitem__ นี่ลืมไปว่าถ้าแก้ตรงนี้แล้วมันจะทำ recursion กับตัวเอง ทำให้ไม่สามารถใช้ syntax อย่าง fibonacci[-1] เพื่อดึงเอาตัวเลขออกมาได้ ก็เลยต้องเลี่ยงไปเรียก method จาก super class เอา
2. จะให้ syntax แบบ list[n] ทำงานโดยเรียก __getitem__ ต้อง inherit class มาแล้ว define ไว้ตอนสร้าง class เท่านั้นด้วย มาสั่ง class.__getitem__ = outer_function ไม่ได้ (ป้องกัน injection เข้าระบบ)
3. ตัว __getitem__ มันรับ parameter ได้อันเดียวก็จริง แต่ไม่ใช่แค่ตัวเลขเท่านั้น เพราะยังมี slice object อีกด้วย (นึกถึงเวลาเขียน some_list[4:-4] ไอ้ [4:-4] นั่นแหละ slice object) ดังนั้นงานนี้ play safe ใส่ while True ไปดีกว่า ช้าหน่อยยอมรับได้
4. สุดท้ายก็คืออยากให้ class พวกนี้เป็น static ไปซะ (ตอนแรกออกแบบว่าจะให้เขียนเป็น prime.numbers[n] ด้วยซ้ำ) แต่เหนื่อยมากขี้เกียจทำแล้ว เลยจับประกาศชื่อ fibonacci, prime ทับกับชื่อ class ตัวมันเองไปซะเลย ยังไงก็มีได้แค่ instance เดียวอยู่แล้วหนิ 555+

เพียงเท่านี้ ถ้าอยากได้ prime ตำแหน่งที่ 101 ก็แค่สั่ง

prime[100]

จบเลย ง่ายมั้ย? อยากลองเล่นเองแล้ว? ไปจิ้ม code ได้จากที่นี่เลย XD