为什么需要UserDict、UserString和UserList？

Python的collections模块提供了UserDict、UserList和UserString类，这些类专门设计用于继承，让开发者可以创建自定义的字典、列表和字符串类型。

UserDict：自定义字典行为

UserDict是一个字典对象的包装器，比直接继承dict更安全。

示例：大小写不敏感字典

from collections import UserDict

class CaseInsensitiveDict(UserDict):
    def __setitem__(self, key, value):
        # 统一转换为小写存储键
        super().__setitem__(key.lower(), value)
    
    def __getitem__(self, key):
        # 查找时也转换为小写
        return super().__getitem__(key.lower())
    
    def __contains__(self, key):
        return super().__contains__(key.lower())

# 使用示例
ci_dict = CaseInsensitiveDict()
ci_dict['UserName'] = 'John'
print(ci_dict['username'])  # 输出: John
print('USERNAME' in ci_dict)  # 输出: True

UserList：自定义列表行为

UserList是列表对象的包装器，适用于需要修改列表行为的场景。

示例：自动排序列表

from collections import UserList

class SortedList(UserList):
    def __init__(self, iterable=None):
        super().__init__()
        if iterable is not None:
            for item in iterable:
                self.append(item)
    
    def append(self, item):
        super().append(item)
        self.sort()
    
    def extend(self, items):
        super().extend(items)
        self.sort()
    
    def insert(self, i, item):
        super().insert(i, item)
        self.sort()

# 使用示例
sorted_list = SortedList([3, 1, 4])
print(sorted_list)  # 输出: [1, 3, 4]
sorted_list.append(2)
print(sorted_list)  # 输出: [1, 2, 3, 4]

UserString：自定义字符串行为

UserString是字符串对象的包装器，适合创建具有特殊行为的字符串子类。

示例：带样式的字符串

from collections import UserString

class StyledString(UserString):
    def __init__(self, seq, style=None):
        super().__init__(seq)
        self.style = style or {}
    
    def __repr__(self):
        return f"StyledString('{self.data}', style={self.style})"
    
    def apply_style(self, style_dict):
        self.style.update(style_dict)
        return self
    
    def bold(self):
        self.style['font-weight'] = 'bold'
        return self
    
    def italic(self):
        self.style['font-style'] = 'italic'
        return self
    
    def to_html(self):
        style_str = '; '.join(f"{k}:{v}" for k, v in self.style.items())
        return f'<span style="{style_str}">{self.data}</span>'

# 使用示例
text = StyledString("Hello, World!")
styled_text = text.bold().italic().apply_style({'color': 'blue'})
print(styled_text.to_html())
# 输出: <span style="font-weight:bold; font-style:italic; color:blue">Hello, World!</span>

何时使用这些工具类？