Python優(yōu)化代碼的技巧分享

更新時(shí)間：2023年09月15日 08:22:49 作者：工業(yè)四次元

Python?是?一種用著很爽的語(yǔ)言,Python也有著很多特性和技巧,可以幫助我們編寫(xiě)更高效、更優(yōu)雅、更易維護(hù)的代碼,下面小編為大家整理了一些常用的Python代碼優(yōu)化的簡(jiǎn)單小技巧,希望對(duì)大家有所幫助

短路運(yùn)算（Short-circuit operation）
切片替代循環(huán)（Slice）
列表推導(dǎo)式（List Comprehension）
生成器表達(dá)式（Generator Expression）
枚舉（Enumerate）
三元運(yùn)算符（Ternary Operator）
字典處理?xiàng)l件判斷
裝飾器（Decorator）
上下文管理器（Context Manager）
Lambda 表達(dá)式（Lambda Expression）
map 函數(shù)
filter 函數(shù)
@properyt 裝飾器
slots屬性

短路運(yùn)算（Short-circuit operation）

咱們都知道，短路運(yùn)算也就是 ”與 ,或 ,非“ 這幾個(gè)組成。但是有些時(shí)候，我們很多 if-else語(yǔ)句其實(shí)可以使用這種短路運(yùn)算來(lái)簡(jiǎn)寫(xiě)代碼的。

例, 獲取用戶信息，不存在的用戶則返回匿名用戶, 代碼：

def get_user(user):
    # 常規(guī)代碼
    if user:
        return user
    return "匿名用戶"
# 短路來(lái)簡(jiǎn)寫(xiě)代碼
def get_user(user):
    return user or "匿名用戶"

使用短路運(yùn)算處理，那么就只需要一行代碼即可，這樣寫(xiě)也挺易讀的。

切片替代循環(huán)（Slice）

使用切片代替循環(huán)或遞歸來(lái)操作序列。切片是一種用于從一個(gè)序列（如字符串、列表、元組等）中獲取一部分或全部元素的語(yǔ)法。

例，反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，代碼：

# 使用循環(huán)
def reverse(lst):
    new_lst = []
    for i in range(len(lst) - 1, -1, -1):
        new_lst.append(lst[i])
    return new_lst
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
print(reverse(lst)) # [5, 4, 3, 2, 1]
# 使用切片
def reverse(lst):
    return lst[::-1]
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
print(reverse(lst)) # [5, 4, 3, 2, 1]

切片的操作比循環(huán)或遞歸更簡(jiǎn)單并且高效，因?yàn)榍衅腔趦?nèi)置函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，而循環(huán)或遞歸是基于自定義函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

列表推導(dǎo)式（List Comprehension）

列表推導(dǎo)式是一種用于從一個(gè)可迭代對(duì)象（如列表、元組、字典、集合等）創(chuàng)建一個(gè)新的列表的簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法。

例，從一個(gè)列表中篩選出所有的偶數(shù)，并將它們乘以2，代碼：

# 使用普通的循環(huán)
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
new_lst = []
for x in lst:
    if x % 2 == 0:
        new_lst.append(x * 2)
print(new_lst) # [4, 8, 12]

# 使用列表推導(dǎo)式
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
new_lst = [x * 2 for x in lst if x % 2 == 0]
print(new_lst) # [4, 8, 12]

一行代碼實(shí)現(xiàn)循環(huán)、條件判斷和賦值等操作，提高了代碼的可讀性和效率，而且運(yùn)行速度也更快（可以思考一下為什么更快）。

生成器表達(dá)式（Generator Expression）

生成器表達(dá)式是一種類似于列表推導(dǎo)式的語(yǔ)法，但是它不會(huì)一次性生成一個(gè)完整的列表，而是返回一個(gè)生成器對(duì)象，可以按需逐個(gè)產(chǎn)生元素。

例，計(jì)算一個(gè)列表中所有偶數(shù)的平方和，代碼：

# 使用普通的循環(huán)
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
sum = 0
for x in lst:
    if x % 2 == 0:
        sum += x ** 2
print(sum) # 56

# 使用生成器表達(dá)式
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
sum = sum(x ** 2 for x in lst if x % 2 == 0)
print(sum) # 56

這個(gè)生成器表達(dá)式可以節(jié)省內(nèi)存空間，提高性能，適合處理大量或無(wú)限的數(shù)據(jù)，而且不會(huì)占用額外的內(nèi)存空間，特別適用于讀取大批量的數(shù)據(jù)。當(dāng)然我們也可以用yeild也能做一個(gè)生成器，這個(gè)太東西很牛逼。

枚舉（Enumerate）

枚舉是一種用于同時(shí)獲取可迭代對(duì)象中的元素和索引的函數(shù)。枚舉可以避免使用額外的變量來(lái)記錄索引，提高了代碼的可讀性和效率。

例，打印一個(gè)列表中每個(gè)元素及其對(duì)應(yīng)的索引，代碼：

# 使用普通的循環(huán)
lst = ["a", "b", "c", "d", "e"]
index = 0
for x in lst:
    print(index, x)
    index += 1
# 輸出：
# 0 a
# 1 b
# 2 c
# 3 d
# 4 e

# 使用枚舉
lst = ["a", "b", "c", "d", "e"]
for index, x in enumerate(lst):
    print(index, x)
# 輸出：
# 0 a
# 1 b
# 2 c
# 3 d
# 4 e

使用枚舉的代碼更加簡(jiǎn)潔和清晰，而且不需要手動(dòng)更新索引。

三元運(yùn)算符（Ternary Operator）

三元運(yùn)算符是一種用于根據(jù)一個(gè)條件表達(dá)式來(lái)選擇兩個(gè)不同的值的簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法。

例，根據(jù)一個(gè)數(shù)字的正負(fù)來(lái)賦值一個(gè)字符串，代碼：

# 使用普通的if-else語(yǔ)句
num = -5
if num > 0:
    sign = "positive"
else:
    sign = "negative"
print(sign) # negative

# 使用三元運(yùn)算符
num = -5
sign = "positive" if num > 0 else "negative"
print(sign) # negative

三元運(yùn)算符可以用一行代碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的條件判斷和賦值，提高了代碼的可讀性和效率，而且不需要多余的變量和語(yǔ)句。

字典處理?xiàng)l件判斷

遇到if循環(huán)語(yǔ)句很長(zhǎng)的時(shí)候，其實(shí)可以使用字典來(lái)替代，兩者的執(zhí)行效率沒(méi)有試驗(yàn)過(guò)，感覺(jué)差不了多少。

例，使用字典來(lái)判斷返回值, 代碼：

# 使用多個(gè)if-elif-else語(yǔ)句
def foo(x):
    if x == "a":
        return 1
    elif x == "b":
        return 2
    elif x == "c":
        return 3
    else:
        return -1
print(foo("a")) # 1
print(foo("d")) # -1
# 使用字典
def foo(x):
    dic = {"a": 1, "b": 2, "c": 3}
    return dic.get(x, -1)
print(foo("a")) # 1
print(foo("d")) # -1

合理利用字典的get方法，可以減少很多代碼的使用。

裝飾器（Decorator）

裝飾器是一種用于在不修改原函數(shù)定義和調(diào)用的情況下，給函數(shù)添加額外的功能或修改其行為的語(yǔ)法。

例，給一個(gè)函數(shù)添加一個(gè)計(jì)時(shí)的功能，記錄其運(yùn)行時(shí)間，代碼：

# 使用普通的函數(shù)調(diào)用
import time
def foo():
    # do something
    time.sleep(1)
start = time.time()
foo()
end = time.time()
print(f"foo() took {end - start} seconds to run.")

# 使用裝飾器
import time
def timer(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end = time.time()
        print(f"{func.__name__}() took {end - start} seconds to run.")
        return result
    return wrapper
@timer # 相當(dāng)于 foo = timer(foo)
def foo():
    # do something
    time.sleep(1)
foo()

裝飾器能做的事太多了，比如flask 框架，真尼瑪裝飾器用到飛天。勇哥也就一般用于實(shí)現(xiàn)一些通用的功能，如日志、緩存、計(jì)時(shí)、權(quán)限檢查等，讓代碼可復(fù)用更強(qiáng)一寫(xiě)。

上下文管理器（Context Manager）

上下文管理器是一種用于在執(zhí)行某些操作之前和之后自動(dòng)執(zhí)行一些預(yù)設(shè)的操作的語(yǔ)法。上下文管理器可以用于實(shí)現(xiàn)一些資源管理的功能，

例如，打開(kāi)一個(gè)文件，讀取其內(nèi)容，并在完成后自動(dòng)關(guān)閉文件，代碼：

# 使用普通的try-finally語(yǔ)句
file = open("test.txt", "r")
try:
    content = file.read()
    print(content)
finally:
    file.close()

# 使用上下文管理器
with open("test.txt", "r") as file:
    content = file.read()
    print(content)

使用上下文管理器我們一般用于打開(kāi)和關(guān)閉文件、獲取和釋放鎖、連接和斷開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)等。代碼的安全性問(wèn)題和可讀性也很好處理。

Lambda 表達(dá)式（Lambda Expression）

lambda表達(dá)式（代替簡(jiǎn)單的函數(shù)定義來(lái)創(chuàng)建匿名函數(shù)。lambda表達(dá)式是一種用于定義一個(gè)只有一行代碼的函數(shù)的簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法。

例，處理排序sorted，指定字段，代碼：

lst = [9,2,3,4,5,5,1,2,3]
# 不使用lambda表達(dá)式
def add(item):
   return item
print(sorted(add, item))
# 使用lambda表達(dá)式
print(sorted(lst, key=lambda x:x))

lambda表達(dá)式我們一般用來(lái)實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的功能，如排序、過(guò)濾、映射等。使用匿名函數(shù)，代碼有時(shí)候少寫(xiě)一些外，還有一點(diǎn)就是 lambda 表達(dá)式用完就會(huì)在內(nèi)存中舍棄，也挺好。

map 函數(shù)

map函數(shù)代替循環(huán)來(lái)對(duì)可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素應(yīng)用一個(gè)函數(shù)。map函數(shù)是一種用于將一個(gè)函數(shù)作用于一個(gè)可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素，并返回一個(gè)新的可迭代對(duì)象的函數(shù)。

例，將一批字符列表字符串轉(zhuǎn)數(shù)字列表，代碼：

# 不使用map函數(shù)
lst = ["1", "2", "3", "4", "5"]
new_lst = []
for x in lst:
    new_lst.append(int(x))
print(new_lst) # [1, 2, 3, 4, 5]
# 使用map函數(shù)
lst = ["1", "2", "3", "4", "5"]
new_lst = list(map(int, lst))
print(new_lst) # [1, 2, 3, 4, 5]

是不是看起來(lái)代碼又少了很多，而且這種內(nèi)置函數(shù)，一般速度都比咱們自己寫(xiě)的代碼運(yùn)行效率高，基于這個(gè)強(qiáng)大的高階函數(shù)，我們可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)一些批量處理的功能，如類型轉(zhuǎn)換、格式化、計(jì)算，數(shù)據(jù)合并等。

filter 函數(shù)

filter函數(shù)代替循環(huán)來(lái)從可迭代對(duì)象中篩選出滿足一個(gè)條件的元素。filter函數(shù)是一種用于將一個(gè)條件函數(shù)作用于一個(gè)可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素，并返回一個(gè)只包含滿足條件元素的新的可迭代對(duì)象的函數(shù)。

例，從一個(gè)列表中挑選符合要求的數(shù)據(jù)出來(lái)組成另一個(gè)列表，代碼：

# 不使用filter函數(shù)
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
new_lst = []
for x in lst:
    if x % 2 == 0:
        new_lst.append(x)
print(new_lst) # [2, 4]
# 使用filter函數(shù)
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
new_lst = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, lst))
print(new_lst) # [2, 4]

filter函數(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)一些篩選和過(guò)濾的功能，如刪除空值、去重、選擇子集等，也是一個(gè)很牛的高階函數(shù)。

@properyt 裝飾器

@property 裝飾器有些時(shí)候可以用來(lái)替代 geter和setter 方法來(lái)管理類書(shū)信。這個(gè)裝飾器裝飾的函數(shù)會(huì)轉(zhuǎn)為一個(gè)屬性的語(yǔ)法，可以在訪問(wèn)和修改屬性的時(shí)候，執(zhí)行一些額外的操作，不用顯式調(diào)用。

例，對(duì)類屬性的修改與獲取, 代碼：

# 不使用@property裝飾器
class Person:
   def __init__(self, name, age):
       self.name = name
       self.age = age
   def get_name(self):
       return self.name
   def set_name(self, name):
       if not isinstance(name, str):
           raise TypeError("name must be a string")
       self.name = name
   def get_age(self):
       return self.age
   def set_age(self, age):
       if not isinstance(age, int):
           raise TypeError("age must be an integer")
       if age < 0 or age > 150:
           raise ValueError("age must be between 0 and 150")
       self.age = age
p = Person("kira", 40) # 實(shí)例化
print(p.get_name()) # kira
print(p.get_age()) # 40
p.set_name("勇哥")
p.set_age(35)
print(p.get_name()) # 勇哥
print(p.get_age()) # 35
# 使用@property裝飾器
class Person:
   def __init__(self, name, age):
       self._name = name
       self._age = age
   @property
   def name(self):
       return self._name
   @name.setter
   def name(self, name):
       if not isinstance(name, str):
           raise TypeError("name must be a string")
       self._name = name
   @property
   def age(self):
       return self._age
   @age.setter
   def age(self, age):
       if not isinstance(age, int):
           raise TypeError("age must be an integer")
       if age < 0 or age > 150:
           raise ValueError("age must be between 0 and 150")
       self._age = age
p = Person("kira", 30)
print(p.name) # kira
print(p.age) # 30
p.name = "勇哥"
p.age = 35
print(p.name) # 勇哥
print(p.age) # 35

從上面的代碼，我們就可以了解到@property 可以做的事就很多了，比如實(shí)現(xiàn)屬性管理，數(shù)據(jù)驗(yàn)證，類型轉(zhuǎn)換，緩存... 可讀性和安全性也不錯(cuò).

slots屬性

來(lái)到本文的最后一個(gè)要分享的 slots 屬性，這個(gè)事用來(lái)指定一個(gè)類可以有那些屬性的語(yǔ)法，可以用來(lái)替代一下__dict__ 來(lái)節(jié)省類的內(nèi)存空間，因?yàn)樗苊饬私o每個(gè)實(shí)例創(chuàng)建一個(gè) dict 屬性來(lái)存儲(chǔ)所有屬性和值。一般用于內(nèi)存優(yōu)化。

例，指定一個(gè)類實(shí)例時(shí)只有指定的屬性，代碼：

# 不使用__slots__屬性
class Person:
   def __init__(self, name, age):
       self.name = name
       self.age = age
p = Person("勇哥", 90)
print(p.__dict__) 
print(p.__sizeof__())

輸出：

{'name': '測(cè)試玩家勇哥', 'age': 90}
32

# 使用__slots__屬性
class Person:
    # 指定該類只能擁有name和age兩個(gè)屬性
    __slots__ = ("name", "age")
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
p = Person("Alice", 20)
print(p.__sizeof__()) 
print(p.__dict__)

輸出：

Traceback (most recent call last):
File "D:\app\apitest\debug\ts.py", line 82, in <module>
print(p.__dict__) # AttributeError: 'Person' object has no attribute '__dict__'
AttributeError: 'Person' object has no attribute '__dict__'
32

很明顯，這個(gè)類已經(jīng)沒(méi)有了__dict__屬性了，也就是可以減少內(nèi)存占用，提高訪問(wèn)速度這種玩意，但是也有不好的地方，比如不能多重繼承了，也不能添加新屬性。要打印出來(lái)你限制的屬性也就只能dir 或者 getter來(lái)獲取了?？傊』锇閭兛粗褂冒伞?/p>

最后，推薦一款應(yīng)用開(kāi)發(fā)神器

關(guān)于目前低代碼在技術(shù)領(lǐng)域很活躍！

低代碼是什么？一組數(shù)字技術(shù)工具平臺(tái)，能基于圖形化拖拽、參數(shù)化配置等更為高效的方式，實(shí)現(xiàn)快速構(gòu)建、數(shù)據(jù)編排、連接生態(tài)、中臺(tái)服務(wù)等。通過(guò)少量代碼或不用代碼實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的場(chǎng)景應(yīng)用創(chuàng)新。它能緩解甚至解決龐大的市場(chǎng)需求與傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)力引發(fā)的供需關(guān)系矛盾問(wèn)題，是數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中降本增效趨勢(shì)下的產(chǎn)物。

這邊介紹一款好用的低代碼平臺(tái)——JNPF快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)。近年在市場(chǎng)表現(xiàn)和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力方面表現(xiàn)較為突出，采用的是最新主流前后分離框架（SpringBoot+Mybatis-plus+Ant-Design+Vue3）。代碼生成器依賴性低，靈活的擴(kuò)展能力，可靈活實(shí)現(xiàn)二次開(kāi)發(fā)。

以JNPF為代表的企業(yè)級(jí)低代碼平臺(tái)為了支撐更高技術(shù)要求的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，從數(shù)據(jù)庫(kù)建模、Web API構(gòu)建到頁(yè)面設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)幾乎沒(méi)有差異，只是通過(guò)低代碼可視化模式，減少了構(gòu)建“增刪改查”功能的重復(fù)勞動(dòng)，還沒(méi)有了解過(guò)低代碼的伙伴可以嘗試了解一下。

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