Vector类:用户定义的序列类型

  我们将使用组合模式实现 Vector 类,而不使用继承。向量的分量存储在浮点数数组中,而且还将实现不可变扁平序列所需的方法。

  Vector 类的第 1 版要尽量与前一章定义的 Vector2d 类兼容。

 

Vector类第1版:与Vector2d类兼容 

Vector 类的第 1 版要尽量与前一章定义的 Vector2d 类兼容。然而我们会故意不让 Vector 的构造方法与 Vector2d 的构造方法兼容。为了编写 Vector(3, 4) 和 Vector(3, 4, 5) 这样的代码,我们可以让 __init__ 方法接受任意个参数(通过 *args);但是,序列类型的构造方法最好接受可迭代的对象为参数,因为所有内置的序列类型都是这样做的。

测试 Vector.__init__ 和 Vector.__repr__ 方法



>>> Vector([3.1, 4.2])
Vector([3.1, 4.2])
>>> Vector((3, 4, 5))
Vector([3.0, 4.0, 5.0])
>>> Vector(range(10))
Vector([0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, ...])



vector_v1.py:从 vector2d_v1.py 衍生而来



1 from array import array
 2 import reprlib
 3 import math
 4 
 5 
 6 class Vector:
 7     typecode = 'd'
 8 
 9     def __init__(self, components):
10         self._components = array(self.typecode, components)         #self._components是“受保护的”实例属性,把Vector的分量保存在一个数组中
11 
12     def __iter__(self):
13         return iter(self._components)                               #为了迭代,我们使用self._components构建一个迭代器
14 
15     def __repr__(self):
16         components = reprlib.repr(self._components)                 #使用reprlib.repr()函数获取self._components 的有限长度表示形式(如 array('d', [0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, ...]))
17         components = components[components.find('['):-1]            #把字符串插入 Vector 的构造方法调用之前,去掉前面的array('d' 和后面的 )
18         return 'Vecotr({})'.format(components)                      #直接使用 self._components 构建 bytes 对象
19 
20     def __str__(self):
21         return str(tuple(self))
22 
23     def __bytes__(self):
24         return (bytes([ord(self.typecode)]) +
25                 bytes(self._components))
26 
27     def __eq__(self, other):
28         return tuple(self) == tuple(other)
29 
30     def __abs__(self):
31         return math.hypot(sum(x * x for x in self))                 #不能使用hypot方法了,因此我们先计算各分量的平方之和,然后再使用sqrt方法开平方
32 
33     def __bool__(self):
34         return bool(abs(self))
35 
36     @classmethod
37     def frombytes(cls, octets):
38         typedcode = chr(octets[0])
39         memv = memoryview(octets[1:]).cast(typedcode)
40         return cls(memv)                                            #我们只需在 Vector2d.frombytes 方法的基础上改动最后一行:直接把memoryview传给构造方法,不用像前面那样使用*拆包



 

协议和鸭子类型

在 Python 中创建功能完善的序列类型无需使用继承,只需实现符合序列协议的方法。不过,这里说的协议是什么呢?

  在面向对象编程中,协议是非正式的接口,只在文档中定义,在代码中不定义。例如,Python 的序列协议只需要 __len__ 和 __getitem__ 两个方法。任何类(如 Spam),只要使用标准的签名和语义实现了这两个方法,就能用在任何期待序列的地方。Spam 是不是哪个类的子类无关紧要,只要提供了所需的方法即可。



1 class FrenchDeck:
 2     ranks = [str(n) for n in range(2, 11)] + list('JQKA')
 3     suits = 'spades diamonds clubs hearts'.split()
 4 
 5     def __init__(self):
 6         self._cards = [Card(rank, suit) for suit in self.suits for rank in self.ranks]
 7 
 8     def __len__(self):
 9         return len(self._cards)
10 
11     def __getitem__(self, position):
12         return self._cards[position]



  协议是非正式的,没有强制力,因此如果你知道类的具体使用场景,通常只需要实现一个协议的部分。例如,为了支持迭代,只需实现__getitem__ 方法,没必要提供 __len__ 方法。

 

Vector类第2版:可切片的序列

  如 FrenchDeck 类所示,如果能委托给对象中的序列属性(如self._components 数组),支持序列协议特别简单。下述只有一行代码的 __len__ 和 __getitem__ 方法是个好的开始:



class Vector:
    # 省略了很多行
    # ...

    def __len__(self):
        return len(self._components)

    def __getitem__(self, index):
        return self._components[index]



添加这两个方法之后,就能执行下述操作了:



>>> v1 = Vector([3, 4, 5])
>>> len(v1)
3 >>> v1[0], v1[-1]
(3.0, 5.0)
>>> v7 = Vector(range(7))
>>> v7[1:4]
array('d', [1.0, 2.0, 3.0])



可以看到,现在连切片都支持了,不过尚不完美。如果 Vector 实例的切片也是 Vector 实例,而不是数组,那就更好了。前面那个FrenchDeck 类也有类似的问题:切片得到的是列表。对 Vector 来说,如果切片生成普通的数组,将会缺失大量功能。

为了把 Vector 实例的切片也变成 Vector 实例,我们不能简单地委托给数组切片。我们要分析传给 __getitem__ 方法的参数,做适当的处理。

 切片原理

了解 __getitem__ 和切片的行为



>>> class MySeq:
...     def __getitem__(self, index):
...             return index
... 
>>> s = MySeq()              
>>> s[1]                      #__getitem__直接返回传给它的值
1
>>> s[1:4]                     #[1:4]表示变成了slice(1, 4, None)
slice(1, 4, None)
>>> s[1:4:2]                    #[1:4:2]的意思为从第1个索引开始,到第4个索引结束,步长为2
slice(1, 4, 2)          
>>> s[1:4:2, 9]                  
(slice(1, 4, 2), 9)                #神奇的事情发生了..wtf...如果[]中有逗号,那么__getitem__接收的是元祖
>>> s[1:4:2, 7:9]                 #元祖中还可以包含多个切片对象
(slice(1, 4, 2), slice(7, 9, None))



? 查看slice类的属性



>>> slice
<class 'slice'>
>>> dir(slice)
['__class__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', 

'__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', 

'__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', 

'__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'indices', 'start', 'step', 'stop']



  调用 dir(slice) 得到的结果中有个 indices 属性,这个方法有很大的作用,但是鲜为人知。help(slice.indices) 给出的信息如下。

indices(...)

    S.indices(len) -> (start, stop, stride)

截掉,这与常规切片的处理方式一样。

 举个 ? 假设有个长度为5的序列,例如'ABCDE':



>>> slice(None, 10, 2).indices(5)    #'ABCDE'[:10:2]等同于[:]
(0, 5, 2)
>>> slice(-3, None, None).indices(5)  #'ABCDE'[-3:]等同于[2:5:1]
(2, 5, 1)



能处理切片的__getitem__方法

vector_v2.py 的部分代码:为 vector_v1.py 中的 Vector类添加 __len__ 和__getitem__ 方法



1     def __len__(self):
 2         return len(self._components)
 3 
 4     def __getitem__(self, index):
 5         cls = type(self)                                            #获取实例的类(Vector)
 6         if isinstance(index, slice):                                #判断传递进来的index是否为slice对象
 7             return cls(self._components[index])                     #调用类的构造方法,创建一个新的Vector实例
 8         elif isinstance(index, numbers.Integral):                   #如果传递进来的是个整数
 9             return self._components[index]                          #返回 _components 中相应的元素
10         else:                                                       #抛出异常
11             msg = '{cls.__name__} indices must be integers'
12             raise TypeError(msg.format(cls=cls))



测试 ? 改进的 Vector.__getitem__ 方法



>>> v7 = Vector(range(7))
>>> v7[-1]                     #获取单个整数索引,返回一个浮点数
6.0
>>> v7[1:4]                     #切片索引创建一个新的Vector实例
Vector([1.0, 2.0, 3.0])
>>> v7[-1:]                     #长度为1的切片也会创建一个新的Vector实例
Vector([6.0])
>>> v7[1,2]                     #我们在上面的slice已经知道,如果slice中包含了,则是一个包含slice的元祖,所以报错了
Traceback (most recent call last):
...
TypeError: Vector indices must be integers



 

Vector类第3版:动态存取属性

  Vector2d 变成 Vector 之后,就没办法通过名称访问向量的分量了(如 v.x 和 v.y)。现在我们处理的向量可能有大量分量。不过,若能通过单个字母访问前几个分量的话会比较方便。比如,用 x、y 和 z 代替 v[0]、v[1] 和 v[2]

  在 Vector2d 中,我们使用 @property 装饰器把 x 和 y 标记为只读特性。我们可以在 Vector 中编写四个特性,但这样太麻烦。特殊方法 __getattr__ 提供了更好的方式。

属性查找失败后,解释器会调用 __getattr__ 方法。简单来说,对my_obj.x 表达式,Python 会检查 my_obj 实例有没有名为 x 的属性;如果没有,到类(my_obj.__class__)中查找;如果还没有,顺着继承树继续查找。 如果依旧找不到,调用 my_obj 所属类中定义的__getattr__ 方法,传入 self 和属性名称的字符串形式(如 'x')。

vector_v3.py 的部分代码:在 vector_v2.py 中定义的Vector 类里添加 __getattr__ 方法



1     def __getattr__(self, name):
2         cls = type(self)                                            #获取Vector
3 
4         if len(name) == 1:                                          #如果属性名只有一个字母,可能是shortcut_names中的一个
5             pos = cls.shorcut_name.find(name)                       #查找属性name是否在xyzx中的位置,如果木有就返回-1,有就返回对应的索引
6             if 0 <= pos < len(self._components):                    #判断这个查找到的索引是否在区间内
7                 return self._components[pos]                        #返回查找的到的数组中的值
8         msg = '{.__name__!r} object has no attribute {!r}'          #报错的信息
9         raise AttributeError(msg.format(cls, name))                 #抛出异常



测试下效果:



>>> v = Vector(range(5))
>>> v
Vector([0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0])
>>> v.x                # 使用v.x获取第一个元素v[0]
0.0
>>> v.x = 10             # 为v.x赋新的值,按理说应该会报异常
>>> v.x                # 读取v.x,返回来的是新的值
10
>>> v
Vector([0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0])# 数组并没有改变什么~



  如果为 .x 或 .y 实例属性赋值,会抛出 AttributeError。为了避免歧义,在 Vector 类中,如果为名称是单个小写字母的属性赋值,我们也想抛出那个异常。为此,我们要实现 __setattr__ 方法。

vector_v3.py 的部分代码:在 Vector 类中实现__setattr__ 方法



1  def __setattr__(self, name, value):
 2         cls = type(self)
 3         if len(name) == 1:                                         #特别处理名称是单个字符的属性
 4             if name in self.shorcut_name:                          #如果name是xyzt中的一个,设置特殊的错误消息
 5                 error = 'readonly attribute {attr_name!r}'
 6             elif name.islower():                                   #如果name是小写字母,为所有小写字母设置一个错误消息
 7                 error = "can't set attributes 'a' to 'z' in {cls_name!r}"
 8             else:
 9                 error = ''
10             if error:                                               #否则,把错误消息设为空字符串
11                 msg = error.format(cls_name=cls.__name__, attr_name=name)
12                 raise AttributeError(msg)                           #如果有错误消息,抛出 AttributeError
13         super().__setattr__(name, value)                            #默认情况:在超类上调用__setattr__方法,提供标准行为



 

Vector类第4版:散列和快速等值测试

   我们要再次实现 __hash__ 方法。加上现有的 __eq__ 方法,这会把Vector 实例变成可散列的对象。

我们要使用^(异或)运算符依次计算各个分量的散列值,像这样:v[0] ^ v[1] ^ v[2]...。这正是functools.reduce 函数的作用。

python中vector用法 python有vector吗_数组

归约函数(reduce、sum、any、all)把序列或有限的可迭代对象变成一个聚合结果

  我们已经知道 functools.reduce() 可以替换成 sum(),下面说说它的原理。它的关键思想是,把一系列值归约成单个值。reduce() 函数的第一个参数是接受两个参数的函数,第二个参数是一个可迭代的对象。假如有个接受两个参数的 fn 函数和一个 lst 列表。调用reduce(fn, lst) 时,fn 会应用到第一对元素上,即 fn(lst[0],lst[1]),生成第一个结果 r1。然后,fn 会应用到 r1 和下一个元素上,即 fn(r1, lst[2]),生成第二个结果 r2。接着,调用 fn(r2,lst[3]),生成 r3……直到最后一个元素,返回最后得到的结果 rN。

举个?  使用 reduce 函数可以计算 5!(5 的阶乘):



>>> 2 * 3 * 4 * 5 # 想要的结果是:5! == 120
120
>>> import functools
>>> functools.reduce(lambda a,b: a*b, range(1, 6))
120



回到散列问题上。下面的 ? 展示了计算聚合异或的 3 种方式:一种使用 for 循环,两种使用 reduce 函数。



>>> n = 0
>>> for i in range(1, 6):                          # 使用for循环和累加器变量计算聚合异或
... n ^= i
...
>>> n
1 >>> import functools
>>> functools.reduce(lambda a, b: a^b, range(6))   # 使用reduce传入匿名函数
1 >>> import operator
>>> functools.reduce(operator.xor, range(6))        # 使用 functools.reduce 函数,把 lambda 表达式换成
operator.xor 
1



给代码中添加__hash__方法



from array import array
import reprlib
import math
import numbers
import functools
import operator


class Vector:
    typecode = 'd'
    shorcut_name = 'xyzt'

    """
    省略的代码
    """

    def __eq__(self, other):
        return tuple(self) == tuple(other)

    def __hash__(self):
        hashes = (hash(x) for x in self._components)
        return functools.reduce(operator.xor, hashes, 0)           #把hashes提供给reduce函数,使用xor函数计算聚合的散列值;第三个参数,0 是初始值



注意:

  使用 reduce 函数时最好提供第三个参数,reduce(function, iterable, initializer),这样能避免这个异常:TypeError: reduce() of empty sequence with no initial value(这个错误消息很棒,说明了问题,还提供了解决方法)。如果序列为空,initializer 是返回的结果;否则,在归约中使用它作为第一个参数,因此应该使用恒等值。比如,对 +、| 和 ^ 来说, initializer 应该是 0;而对 * 和 & 来说,应该是 1。

实现的 __hash__ 方法是一种映射归约计算

python中vector用法 python有vector吗_python_02

映射归约:把函数应用到各个元素上,生成一个新序列(映射,map),然后计算聚合值(归约,reduce)

映射过程计算各个分量的散列值,归约过程则使用 xor 运算符聚合所有散列值。把生成器表达式替换成 map 方法,映射过程更明显:



1     def __hash__(self):
2         hashes = map(hash, self._components)
3         return functools.reduce(operator.xor, hashes, 0)           #把hashes提供给reduce函数,使用xor函数计算聚合的散列值;第三个参数,0 是初始值



为了提高比较的效率,Vector.__eq__ 方法在 for循环中使用 zip 函数



1     def __eq__(self, other):
2         if len(self) != len(other):                                 #如果对比的两个长度不一样,返回False
3             return False
4         for a, b in zip(self, other):                               #如果两个对比Vector实例传递的值通过惰性对比,有不不一样的就返回FALSE
5             if a != b:
6                 return False
7         return True



zip的效率很好,不过用于计算聚合值的整个 for 循环可以替换成一行 all 函数调用:如果所有分量对的比较结果都是 True,那么结果就是 True。只要有一次比较的结果是 False,all 函数就返回False。使用 all 函数实现 __eq__ 方法的方式如下:

使用 zip 和 all 函数实现 Vector.__eq__ 方法,效果和上面的代码一样~



def __eq__(self, other):
        return len(self) == len(other) and all(a == b for a, b in zip(self, other))



出色的 zip 函数

使用 for 循环迭代元素不用处理索引变量,还能避免很多缺陷,但是需要一些特殊的实用函数协助。其中一个是内置的 zip 函数。使用 zip 函数能轻松地并行迭代两个或更多可迭代对象,它返回的元组可以拆包成变量,分别对应各个并行输入中的一个元素。

举个 ?



>>> zip(range(3), 'abc')
<zip object at 0x1024d7b48>
>>> list(zip(range(3), 'abc'))              #zip返回一个生成器,按需生成元祖
[(0, 'a'), (1, 'b'), (2, 'c')]
>>> dict(zip('123', 'abc'))                #使用zip快速构造一个字典
{'1': 'a', '2': 'b', '3': 'c'}
>>> from itertools import zip_longest          #使用zip_longest可以给给个fillvalue设置一个默认值,当元祖迭代尽的时候可以补充默认值
>>> list(zip_longest(range(3), 'ABC', [0.0, 1.1, 2.2, 3.3], fillvalue=-1))
[(0, 'A', 0.0), (1, 'B', 1.1), (2, 'C', 2.2), (-1, -1, 3.3)]



 

Vector类第5版:格式化

  Vector 类的 __format__ 方法与 Vector2d 类的相似,但是不使用极坐标,而使用球面坐标(也叫超球面坐标),因为 Vector 类支持 n 个维度,而超过四维后,球体变成了“超球体”。 因此,我们会把自定义的格式后缀由 'p' 变成 'h'。

下面几个示例摘自 vector_v5.py 的 doctest,是四维球面坐标格式:



>>> format(Vector([-1, -1, -1, -1]), 'h')
'<2.0, 2.0943951023931957, 2.186276035465284, 3.9269908169872414>'
>>> format(Vector([2, 2, 2, 2]), '.3eh')
'<4.000e+00, 1.047e+00, 9.553e-01, 7.854e-01>'
>>> format(Vector([0, 1, 0, 0]), '0.5fh')
'<1.00000, 1.57080, 0.00000, 0.00000>'



vector_v5.py:Vector 类最终版的 doctest 和全部代码;带标号的那几行是为了支持 __format__ 方法而添加的代码



1 from array import array
 2 import reprlib
 3 import math
 4 import numbers
 5 import functools
 6 import operator
 7 import itertools
 8 
 9 
10 class Vector:
11     typecode = 'd'
12 
13     def __init__(self, components):
14         self._components = array(self.typecode, components)
15 
16     def __iter__(self):
17         return iter(self._components)
18 
19     def __repr__(self):
20         components = reprlib.repr(self._components)
21         components = components[components.find('['):-1]
22         return 'Vector({})'.format(components)
23 
24     def __str__(self):
25         return str(tuple(self))
26 
27     def __bytes__(self):
28         return (bytes([ord(self.typecode)]) + bytes(self._components))
29 
30     def __eq__(self, other):
31         return (len(self) == len(other) and all(a == b for a, b in zip(self, other)))
32 
33     def __hash__(self):
34         hashes = map(hash, self._components)
35         return functools.reduce(operator.xor, hashes, 0)
36 
37     def __abs__(self):
38         return math.sqrt(sum(x * x for x in self))
39 
40     def __bool__(self):
41         return bool(abs(self))
42 
43     def __len__(self):
44         return len(self._components)
45 
46     def __getitem__(self, index):
47         cls = type(self)
48 
49         if isinstance(index, slice):
50             return cls(self._components[index])
51         elif isinstance(index, numbers.Integral):
52             return self._components[index]
53         else:
54             msg = '{.__name__} indices must be integers'
55             raise TypeError(msg.format(cls))
56 
57     shorcut_names = 'xyzt'
58 
59     def __getattr__(self, name):
60         cls = type(self)
61 
62         if len(name) == 1:
63             pos = cls.shorcut_names.find(name)
64             if 0 <= pos < len(self._components):
65                 return self._components[pos]
66         msg = '{.__name__!r} object has no attribute {!r}'
67         raise AttributeError(msg.format(cls, name))
68 
69     def angle(self, n):
70         r = math.sqrt(sum(x * x for x in self[n:]))
71         a = math.atan2(r, self[n-1])
72         if (n == len(self) - 1 ) and (self[-1] < 0):
73             return math.pi * 2 - a
74         else:
75             return a
76 
77     def angles(self):
78         return (self.angle(n) for n in range(1, len(self)))
79 
80     def __format__(self, fmt_spec=''):
81         if fmt_spec.endswith('h'):
82             fmt_spec = fmt_spec[:-1]
83             coords = itertools.chain([abs(self)], self.angles())
84             outer_fmt = '<{}>'
85         else:
86             coords = self
87             outer_fmt = '({})'
88         components = (format(c, fmt_spec) for c in coords)
89         return outer_fmt.format(', '.join(components))
90 
91     @classmethod
92     def frombytes(cls, octets):
93         typecode = octets[0]
94         memv = memoryview(octets[1:]).cast(typecode)
95         return cls(memv)



测试的结果为:



"""
A multidimensional ``Vector`` class, take 5
A ``Vector`` is built from an iterable of numbers::

    >>> Vector([3.1, 4.2])
    Vector([3.1, 4.2])
    >>> Vector((3, 4, 5))
    Vector([3.0, 4.0, 5.0])
    >>> Vector(range(10))
    Vector([0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, ...])


Tests with two dimensions (same results as ``vector2d_v1.py``)::

    >>> v1 = Vector([3, 4])
    >>> x, y = v1
    >>> x, y
    (3.0, 4.0)
    >>> v1
    Vector([3.0, 4.0])
    >>> v1_clone = eval(repr(v1))
    >>> v1 == v1_clone
    True
    >>> print(v1)
    (3.0, 4.0)
    >>> octets = bytes(v1)
    >>> octets
    b'd\\x00\\x00\\x00\\x00\\x00\\x00\\x08@\\x00\\x00\\x00\\x00\\x00\\x00\\x10@'
    >>> abs(v1)
    5.0
    >>> bool(v1), bool(Vector([0, 0]))
    (True, False)


Test of ``.frombytes()`` class method:

    >>> v1_clone = Vector.frombytes(bytes(v1))
    >>> v1_clone
    Vector([3.0, 4.0])
    >>> v1 == v1_clone
    True


Tests with three dimensions::

        >   >> v1 = Vector([3, 4, 5])
    >>> x, y, z = v1
     >>> x, y, z
    (3.0, 4.0, 5.0)
    >>> v1
    Vector([3.0, 4.0, 5.        0])
    >>> v1_clone = eval(repr(v1))
    >>> v1 == v1_clone
    True
    >>> print(v1)
    (3.0, 4.0, 5.0)
    >> abs(v1) # doctest:+ELLIPSIS
    7.071067811...
    >>> bool(v1), bool(Vector([0, 0, 0]))
    (True, False)


Tests with many dimensions::

    >>> v7 = Vector(range(7))
    >>> v7
    Vector([0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, ...])
    >>> abs(v7) # doctest:+ELLIPSIS
    9.53939201..


Test of ``.__bytes__`` and ``.frombytes()`` methods::
    
    >>> v1 = Vector([3, 4, 5])
    >>> v1_clone = Vector.frombytes(bytes(v1))
    >>> v1_clone
    Vector([3.0, 4.0, 5.0])
    >>> v1 == v1_clone
    True


Tests of sequence behavior::

    >>> v1 = Vector([3, 4, 5])
    >>> len(v1)
    3
    >>> v1[0], v1[len(v1)-1], v1[-1]
    (3.0, 5.0, 5.0)
    

Test of slicing::

    >>> v7 = Vector(range(7))
    >>> v7[-1]
    6.0
    >>> v7[1:4]
    Vector([1.0, 2.0, 3.0])
    >>> v7[-1:]
    Vector([6.0])
    >>> v7[1,2]
    Traceback (most recent call last):
    ...
    TypeError: Vector indices must be integers


Tests of dynamic attribute access::

    >>> v7 = Vector(range(10))
    >>> v7.x
    0.0
    >>> v7.y, v7.z, v7.t
    (1.0, 2.0, 3.0)


Dynamic attribute lookup failures::

    >>> v7.k
    Traceback (most recent call last):
    ...
    AttributeError: 'Vector' object has no attribute 'k'
    >>> v3 = Vector(range(3))
    >>> v3.t
    Traceback (most recent call last):
    ...
    AttributeError: 'Vector' object has no attribute 't'
    >>> v3.spam
    Traceback (most recent call last):
    ...
    AttributeError: 'Vector' object has no attribute 'spam'


Tests of hashing::

    >>> v1 = Vector([3, 4])
    >>> v2 = Vector([3.1, 4.2])
    >>> v3 = Vector([3, 4, 5])
    >>> v6 = Vector(range(6))
    >>> hash(v1), hash(v3), hash(v6)
    (7, 2, 1)


Most hash values of non-integers vary from a 32-bit to 64-bit CPython build::

    >>> import sys
    >>> hash(v2) == (384307168202284039 if sys.maxsize > 2**32 else 357915986)
    True


Tests of ``format()`` with Cartesian coordinates in 2D::

    >>> v1 = Vector([3, 4])
    >>> format(v1)
    '(3.0, 4.0)'
    >>> format(v1, '.2f')
    '(3.00, 4.00)'
    >>> format(v1, '.3e')
    '(3.000e+00, 4.000e+00)'


Tests of ``format()`` with Cartesian coordinates in 3D and 7D::

    >>> v3 = Vector([3, 4, 5])
    >>> format(v3)
    '(3.0, 4.0, 5.0)'
    >>> format(Vector(range(7)))
    '(0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0)'


Tests of ``format()`` with spherical coordinates in 2D, 3D and 4D::

    >>> format(Vector([1, 1]), 'h') # doctest:+ELLIPSIS
    '<1.414213..., 0.785398...>'
    >>> format(Vector([1, 1]), '.3eh')
    '<1.414e+00, 7.854e-01>'
    >>> format(Vector([1, 1]), '0.5fh')
    '<1.41421, 0.78540>'
    >>> format(Vector([1, 1, 1]), 'h') # doctest:+ELLIPSIS
    '<1.73205..., 0.95531..., 0.78539...>'
    >>> format(Vector([2, 2, 2]), '.3eh')
    '<3.464e+00, 9.553e-01, 7.854e-01>'
    >>> format(Vector([0, 0, 0]), '0.5fh')
    '<0.00000, 0.00000, 0.00000>'
    >>> format(Vector([-1, -1, -1, -1]), 'h') # doctest:+ELLIPSIS
    '<2.0, 2.09439..., 2.18627..., 3.92699...>'
    >>> format(Vector([2, 2, 2, 2]), '.3eh')
    '<4.000e+00, 1.047e+00, 9.553e-01, 7.854e-01>'
    >>> format(Vector([0, 1, 0, 0]), '0.5fh')
    '<1.00000, 1.57080, 0.00000, 0.00000>'
"""