分享一下如何編寫高效且優(yōu)雅的 Python 代碼
本文部分提煉自書籍:《Effective Python》&《Python3 Cookbook》,但也做出了修改,并加上了作者自己的理解和運(yùn)用中的最佳實(shí)踐。
全文約 9956 字,讀完可能需要 24 分鐘。
Pythonic列表切割
list[start:end:step]
如果從列表開(kāi)頭開(kāi)始切割,那么忽略 start 位的 0,例如list[:4]
如果一直切到列表尾部,則忽略 end 位的 0,例如list[3:]
切割列表時(shí),即便 start 或者 end 索引跨界也不會(huì)有問(wèn)題
列表切片不會(huì)改變?cè)斜怼K饕剂艨諘r(shí),會(huì)生成一份原列表的拷貝

列表推導(dǎo)式
使用列表推導(dǎo)式來(lái)取代map和filter

不要使用含有兩個(gè)以上表達(dá)式的列表推導(dǎo)式

數(shù)據(jù)多時(shí),列表推導(dǎo)式可能會(huì)消耗大量?jī)?nèi)存,此時(shí)建議使用生成器表達(dá)式

迭代
需要獲取 index 時(shí)使用enumerate
enumerate可以接受第二個(gè)參數(shù),作為迭代時(shí)加在index上的數(shù)值

用zip同時(shí)遍歷兩個(gè)迭代器

zip遍歷時(shí)返回一個(gè)元組

關(guān)于for和while循環(huán)后的else塊
循環(huán)正常結(jié)束之后會(huì)調(diào)用else內(nèi)的代碼
循環(huán)里通過(guò)break跳出循環(huán),則不會(huì)執(zhí)行else
要遍歷的序列為空時(shí),立即執(zhí)行else

反向迭代
對(duì)于普通的序列(列表),我們可以通過(guò)內(nèi)置的reversed()函數(shù)進(jìn)行反向迭代:

除此以外,還可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)類里的__reversed__方法,將類進(jìn)行反向迭代:

try/except/else/finally
如果try內(nèi)沒(méi)有發(fā)生異常,則調(diào)用else內(nèi)的代碼
else會(huì)在finally之前運(yùn)行
最終一定會(huì)執(zhí)行finally,可以在其中進(jìn)行清理工作
函數(shù)使用裝飾器
裝飾器用于在不改變?cè)瘮?shù)代碼的情況下修改已存在的函數(shù)。常見(jiàn)場(chǎng)景是增加一句調(diào)試,或者為已有的函數(shù)增加log監(jiān)控
舉個(gè)栗子:

除此以外,還可以編寫接收參數(shù)的裝飾器,其實(shí)就是在原本的裝飾器上的外層又嵌套了一個(gè)函數(shù):

但是像上面那樣使用裝飾器的話有一個(gè)問(wèn)題:

也就是說(shuō)原函數(shù)已經(jīng)被裝飾器里的new_fun函數(shù)替代掉了。調(diào)用經(jīng)過(guò)裝飾的函數(shù),相當(dāng)于調(diào)用一個(gè)新函數(shù)。查看原函數(shù)的參數(shù)、注釋、甚至函數(shù)名的時(shí)候,只能看到裝飾器的相關(guān)信息。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們可以使用
Python 自帶的functools.wraps方法。
functools.wraps是個(gè)很 hack 的方法,它本事作為一個(gè)裝飾器,做用在裝飾器內(nèi)部將要返回的函數(shù)上。也就是說(shuō),它是裝飾器的裝飾器,并且以原函數(shù)為參數(shù),作用是保留原函數(shù)的各種信息,使得我們之后查看被裝飾了的原函數(shù)的信息時(shí),可以保持跟原函數(shù)一模一樣。

此外,有時(shí)候我們的裝飾器里可能會(huì)干不止一個(gè)事情,此時(shí)應(yīng)該把事件作為額外的函數(shù)分離出去。但是又因?yàn)樗赡軆H僅和該裝飾器有關(guān),所以此時(shí)可以構(gòu)造一個(gè)裝飾器類。原理很簡(jiǎn)單,主要就是編寫類里的__call__方法,使類能夠像函數(shù)一樣的調(diào)用。

使用生成器
考慮使用生成器來(lái)改寫直接返回列表的函數(shù)

用這種方法有幾個(gè)小問(wèn)題:
每次獲取到符合條件的結(jié)果,都要調(diào)用append方法。但實(shí)際上我們的關(guān)注點(diǎn)根本不在這個(gè)方法,它只是我們達(dá)成目的的手段,實(shí)際上只需要index就好了
返回的result可以繼續(xù)優(yōu)化
數(shù)據(jù)都存在result里面,如果數(shù)據(jù)量很大的話,會(huì)比較占用內(nèi)存
因此,使用生成器generator會(huì)更好。生成器是使用yield表達(dá)式的函數(shù),調(diào)用生成器時(shí),它不會(huì)真的執(zhí)行,而是返回一個(gè)迭代器,每次在迭代器上調(diào)用內(nèi)置的next函數(shù)時(shí),迭代器會(huì)把生成器推進(jìn)到下一個(gè)yield表達(dá)式:

獲取到一個(gè)生成器以后,可以正常的遍歷它:

如果你還是需要一個(gè)列表,那么可以將函數(shù)的調(diào)用結(jié)果作為參數(shù),再調(diào)用list方法

可迭代對(duì)象
需要注意的是,普通的迭代器只能迭代一輪,一輪之后重復(fù)調(diào)用是無(wú)效的。解決這種問(wèn)題的方法是,你可以定義一個(gè)可迭代的容器類:

這樣的話,將類的實(shí)例迭代重復(fù)多少次都沒(méi)問(wèn)題:

但要注意的是,僅僅是實(shí)現(xiàn)__iter__方法的迭代器,只能通過(guò)for循環(huán)來(lái)迭代;想要通過(guò)next方法迭代的話則需要使用iter方法:

使用位置參數(shù)
有時(shí)候,方法接收的參數(shù)數(shù)目可能不一定,比如定義一個(gè)求和的方法,至少要接收兩個(gè)參數(shù):

對(duì)于這種接收參數(shù)數(shù)目不一定,而且不在乎參數(shù)傳入順序的函數(shù),則應(yīng)該利用位置參數(shù)*args:

但要注意的是,不定長(zhǎng)度的參數(shù)args在傳遞給函數(shù)時(shí),需要先轉(zhuǎn)換成元組tuple。這意味著,如果你將一個(gè)生成器作為參數(shù)帶入到函數(shù)中,生成器將會(huì)先遍歷一遍,轉(zhuǎn)換為元組。這可能會(huì)消耗大量?jī)?nèi)存:

使用關(guān)鍵字參數(shù)
關(guān)鍵字參數(shù)可提高代碼可讀性
可以通過(guò)關(guān)鍵字參數(shù)給函數(shù)提供默認(rèn)值
便于擴(kuò)充函數(shù)參數(shù)
定義只能使用關(guān)鍵字參數(shù)的函數(shù)
普通的方式,在調(diào)用時(shí)不會(huì)強(qiáng)制要求使用關(guān)鍵字參數(shù)

使用 Python3 中強(qiáng)制關(guān)鍵字參數(shù)的方式

使用 Python2 中強(qiáng)制關(guān)鍵字參數(shù)的方式

關(guān)于參數(shù)的默認(rèn)值
算是老生常談了:函數(shù)的默認(rèn)值只會(huì)在程序加載模塊并讀取到該函數(shù)的定義時(shí)設(shè)置一次
也就是說(shuō),如果給某參數(shù)賦予動(dòng)態(tài)的值(
比如[]或者{}),則如果之后在調(diào)用函數(shù)的時(shí)候給參數(shù)賦予了其他參數(shù),則以后再調(diào)用這個(gè)函數(shù)的時(shí)候,之前定義的默認(rèn)值將會(huì)改變,成為上一次調(diào)用時(shí)賦予的值:

因此,更推薦使用None作為默認(rèn)參數(shù),在函數(shù)內(nèi)進(jìn)行判斷之后賦值:

類__slots__
默認(rèn)情況下,Python 用一個(gè)字典來(lái)保存一個(gè)對(duì)象的實(shí)例屬性。這使得我們可以在運(yùn)行的時(shí)候動(dòng)態(tài)的給類的實(shí)例添加新的屬性:

然而這個(gè)字典浪費(fèi)了多余的空間 -— 很多時(shí)候我們不會(huì)創(chuàng)建那么多的屬性。因此通過(guò)__slots__可以告訴 Python
不要使用字典而是固定集合來(lái)分配空間。

__call__
通過(guò)定義類中的__call__方法,可以使該類的實(shí)例能夠像普通函數(shù)一樣調(diào)用。

通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)的好處是,可以通過(guò)類的屬性來(lái)保存狀態(tài),而不必創(chuàng)建一個(gè)閉包或者全局變量。
@classmethod & @staticmethod
@classmethod和@staticmethod很像,但他們的使用場(chǎng)景并不一樣。
類內(nèi)部普通的方法,都是以self作為第一個(gè)參數(shù),代表著通過(guò)實(shí)例調(diào)用時(shí),將實(shí)例的作用域傳入方法內(nèi);
@classmethod以cls作為第一個(gè)參數(shù),代表將類本身的作用域傳入。無(wú)論通過(guò)類來(lái)調(diào)用,還是通過(guò)類的實(shí)例調(diào)用,默認(rèn)傳入的第一個(gè)參數(shù)都將是類本身
@staticmethod不需要傳入默認(rèn)參數(shù),類似于一個(gè)普通的函數(shù)
來(lái)通過(guò)實(shí)例了解它們的使用場(chǎng)景:
假設(shè)我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)名為Date的類,用于儲(chǔ)存 年/月/日 三個(gè)數(shù)據(jù)

上述代碼創(chuàng)建了Date類,該類會(huì)在初始化時(shí)設(shè)置day/month/year屬性,并且通過(guò)property設(shè)置了一個(gè)getter,可以在實(shí)例化之后,通過(guò)time獲取存儲(chǔ)的時(shí)間:

但如果我們想改變屬性傳入的方式呢?畢竟,在初始化時(shí)就要傳入年/月/日三個(gè)屬性還是很煩人的。能否找到一個(gè)方法,在不改變現(xiàn)有接口和方法的情況下,可以通過(guò)傳入2016-11-09這樣的字符串來(lái)創(chuàng)建一個(gè)Date實(shí)例?
你可能會(huì)想到這樣的方法:

但不夠好:
在類外額外多寫了一個(gè)方法,每次還得格式化以后獲取參數(shù)
這個(gè)方法也只跟Date類有關(guān)
沒(méi)有解決傳入?yún)?shù)過(guò)多的問(wèn)題
此時(shí)就可以利用@classmethod,在類的內(nèi)部新建一個(gè)格式化字符串,并返回類的實(shí)例的方法:

這樣,我們就可以通過(guò)Date類來(lái)調(diào)用from_string方法創(chuàng)建實(shí)例,并且不侵略、修改舊的實(shí)例化方式:

好處:
在@classmethod內(nèi),可以通過(guò)cls參數(shù),獲取到跟外部調(diào)用類時(shí)一樣的便利
可以在其中進(jìn)一步封裝該方法,提高復(fù)用性
更加符合面向?qū)ο蟮木幊谭绞?/p>
而@staticmethod,因?yàn)槠浔旧眍愃朴谄胀ǖ暮瘮?shù),所以可以把和這個(gè)類相關(guān)的 helper
方法作為@staticmethod,放在類里,然后直接通過(guò)類來(lái)調(diào)用這個(gè)方法。

將與日期相關(guān)的輔助類函數(shù)作為@staticmethod方法放在Date類內(nèi)后,可以通過(guò)類來(lái)調(diào)用這些方法:

創(chuàng)建上下文管理器
上下文管理器,通俗的介紹就是:在代碼塊執(zhí)行前,先進(jìn)行準(zhǔn)備工作;在代碼塊執(zhí)行完成后,做收尾的處理工作。with語(yǔ)句常伴隨上下文管理器一起出現(xiàn),經(jīng)典場(chǎng)景有:

通過(guò)with語(yǔ)句,代碼完成了文件打開(kāi)操作,并在調(diào)用結(jié)束,或者讀取發(fā)生異常時(shí)自動(dòng)關(guān)閉文件,即完成了文件讀寫之后的處理工作。如果不通過(guò)上下文管理器的話,則會(huì)是這樣的代碼:

比較繁瑣吧?所以說(shuō)使用上下文管理器的好處就是,通過(guò)調(diào)用我們預(yù)先設(shè)置好的回調(diào),自動(dòng)幫我們處理代碼塊開(kāi)始執(zhí)行和執(zhí)行完畢時(shí)的工作。而通過(guò)自定義類的__enter__和__exit__方法,我們可以自定義一個(gè)上下文管理器。

然后可以以這樣的方式進(jìn)行調(diào)用:

在調(diào)用的時(shí)候:
with語(yǔ)句先暫存了ReadFile類的__exit__方法
然后調(diào)用ReadFile類的__enter__方法
__enter__方法打開(kāi)文件,并將結(jié)果返回給with語(yǔ)句
上一步的結(jié)果被傳遞給file_read參數(shù)
在with語(yǔ)句內(nèi)對(duì)file_read參數(shù)進(jìn)行操作,讀取每一行
讀取完成之后,with語(yǔ)句調(diào)用之前暫存的__exit__方法
__exit__方法關(guān)閉了文件
要注意的是,在__exit__方法內(nèi),我們關(guān)閉了文件,但最后返回True,所以錯(cuò)誤不會(huì)被with語(yǔ)句拋出。否則with語(yǔ)句會(huì)拋出一個(gè)對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤。
相關(guān)文章
對(duì)Python 3.5拼接列表的新語(yǔ)法詳解
今天小編就為大家分享一篇對(duì)Python 3.5拼接列表的新語(yǔ)法詳解,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧2018-11-11
教你如何使用Python快速爬取需要的數(shù)據(jù)
學(xué)點(diǎn)數(shù)據(jù)爬蟲(chóng)基礎(chǔ)能讓繁瑣的數(shù)據(jù)CV工作(Ctrl+C,Ctrl+V)成為自動(dòng)化就足夠了.作為一名數(shù)據(jù)分析師而并非開(kāi)發(fā)工程師,需要掌握的爬蟲(chóng)必備的知識(shí)內(nèi)容,能獲取需要的數(shù)據(jù)即可 ,需要的朋友可以參考下2021-06-06
Docker如何部署Python項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)詳解
這篇文章主要介紹了Docker如何部署Python項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)詳解,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2020-10-10
python list是否包含另一個(gè)list所有元素的實(shí)例
今天小編就為大家分享一篇python list是否包含另一個(gè)list所有元素的實(shí)例,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧2018-05-05

