改善 Python 程式的 91 個建議（二）

馭風者發表於2017-04-06
Python

改善 Python 程式的 91 個建議（一）

建議 24：遵循異常處理的幾點基本原則

異常處理的幾點原則：

  1. 注意異常的粒度，不推薦在 try 中放入過多的程式碼
  2. 謹慎使用單獨的 except 語句處理所有異常，最好能定位具體的異常
  3. 注意異常捕獲的順序，在適合的層次處理異常，Python 是按內建異常類的繼承結構處理異常的，所以推薦的做法是將繼承結構中子類異常在前丟擲，父類異常在後丟擲
  4. 使用更為友好的異常資訊，遵守異常引數的規範

建議 25：避免 finally 中可能發生的陷阱

當 finally 執行完畢時，之前臨時儲存的異常將會再次被丟擲，但如果 finally 語句中產生了新的異常或執行了 return 或 break 語句，那麼臨時儲存的異常將會被丟失，從而異常被遮蔽。

在實際開發中不推薦 finally 中使用 return 語句進行返回。

建議 26：深入理解 None，正確判斷物件是否為空

型別FalseTrue布林False （與0等價）True （與1等價）字串”"（ 空字串）非空字串，例如 ” “, “blog”數值0, 0.0非0的數值，例如：1, 0.1, -1, 2容器[], (), {}, set()至少有一個元素的容器物件，例如：[0], (None,), ['']NoneNone非None物件

>>> id(None)
10743840
>>> a = None
>>> id(a)
10743840
>>> l = []
>>> if l is not None:       # 判斷邏輯 l 不為空
...     print('l is {}'.format(l))
... else:
...     print('l is empty')
... 
l is []
>>> if l:   # #3 正確的判斷形式
...     print('Do something...')
... else:
...     print('Do other thing...')
... 
Do other thing...

#3執行中會呼叫__nonzero__()來判斷自身物件是否為空並返回0/1或True/False，如果沒有定義該方法，Python 將呼叫__len__()進行判斷，返回 0 表示為空。如果一個類既沒有定義__len__()又沒有定義__nonzero__()，該類例項用 if 判斷為True。

建議 27：連線字串優先使用 join 而不是 +

這一點之前我在博文裡總結過，+涉及到更多的記憶體操作。

建議 28：格式化字串時儘量使用 .format 而不是 %

同上。

建議 29：區別對待可變物件和不可變物件

Python 中一切皆物件，每個物件都有一個唯一的識別符號（id）、型別（type）和值。數字、字串、元組屬於不可變物件，字典、列表、位元組陣列屬於可變物件。

class Student(object):
    def __init__(self, name, course=[]):    # 問題就出在這裡
        self.name = name
        self.course = course
    def addcourse(self, coursename):
        self.course.append(coursename)
    def printcourse(self):
        for item in self.course:
            print(item)
stuA = Student('Wang yi')
stuA.addcourse('English')
stuA.addcourse('Math')
print("{}'s course: ".format(stuA.name))
stuA.printcourse()
print('---------------------------')
stuB = Student('Su san')
stuB.addcourse('Chinese')
stuB.addcourse('Physics')
print("{}'s course: ".format(stuB.name))
stuB.printcourse()
# run
Wang yi's course: 
English
Math
---------------------------
Su san's course: 
English
Math
Chinese
Physics

預設引數在初始化時僅僅被評估一次，以後直接使用第一次評估的結果，course 指向的是 list 的地址，每次操作的實際上是 list 所指向的具體列表，所以對於可變物件的更改會直接影響原物件。

最好的方法是傳入None作為預設引數，在建立物件的時候動態生成列表。

>>> list1 = ['a', 'b', 'c']
>>> list2 = list1
>>> list1.append('d')
>>> list2
['a', 'b', 'c', 'd']
>>> list3 = list1[:]    # 可變物件的切片操作相當於淺拷貝
>>> list3.remove('a')
>>> list3
['b', 'c', 'd']
>>> list1
['a', 'b', 'c', 'd']

建議 30：[]、() 和 {} 一致的容器初始化形式

>>> list1 = [['Hello', 'World'], ['Goodbye', 'World']]
>>> list2 = [[s.upper() for s in xs] for xs in list1]
>>> list2
[['HELLO', 'WORLD'], ['GOODBYE', 'WORLD']]
>>> [v**2 if v%2 == 0 else v+1 for v in [2, 3, 4, -1] if v>0]
[4, 4, 16]

其實就是列表生成式、元組生成式和字典生成式。

建議 31：記住函式傳參既不是傳值也不是傳引用

正確的說法是傳物件（call by object）或傳物件的引用（call-by-object-reference），函式引數在傳遞過程中將整個物件傳入，對可變物件的修改在函式外部以及內部都可見，對不可變物件的”修改“往往是通過生成一個新物件然是賦值實現的。

建議 32：警惕預設引數潛在的問題

其中就是預設引數如果是可變物件，在呼叫者和被呼叫者之間是共享的。

import time
# 對當前系統時間進行處理
def report(when=time.time): # 而不是when=time.time()
    pass

建議 33：慎用變長引數

原因如下：

  1. 使用過於靈活，導致函式簽名不夠清晰，存在多種呼叫方式
  2. 使用*args和**kw簡化函式定義就意味著函式可以有更好的實現方法

使用場景：

  1. 為函式新增一個裝飾器
  2. 引數數目不確定
  3. 實現函式的多型或子類需要呼叫父類的某些方法時

建議 34：深入理解 str() 和repr() 的區別

總結幾點：

  1. str()面向使用者，返回使用者友好和可讀性強的字串型別；repr()面向 Python 直譯器或開發人員，返回 Python 直譯器內部的含義
  2. 直譯器中輸入a預設呼叫repr()，而print(a)預設呼叫str()
  3. repr()返回值一般可以用eval()還原物件：obj == eval(repr(obj))
  4. 以上兩個方法分別呼叫內建的__str__()和__repr__()，一般來說類中都應該定義__repr__()，但當可讀性比準確性更為重要時應該考慮__str__()，使用者實現__repr__()方法的時候最好保證其返回值可以用eval()是物件還原

建議 35：分清 staticmethod 和 classmethod 的適用場景

這兩種方法之前已經總結過了的，下面我們只討論它們的使用場景。

呼叫類方法裝飾器的修飾器的方法，會隱式地傳入該物件所對應的類，可以動態生成對應的類的類變數，同時如果我們期望根據不同的型別返回對應的類的例項，類方法才是正確的解決方案。

反觀靜態方法，當我們所定義的方法既不跟特定的例項相關也不跟特定的類相關，可以將其定義為靜態方法，這樣使我們的程式碼能夠有效地組織起來，提高可維護性。

當然，也可以考慮定義一個模組，將一組的方法放入其中，通過模組來訪問。

第 4 章 庫

建議 36：掌握字串的基本用法

# 小技巧：Python 遇到未閉合的小括號會自動將多行程式碼拼接為一行
>>> s = ('SELECT * '
...      'FROM table '
...      'WHERE field="value"')
>>> s
'SELECT * FROM table WHERE field="value"'
# Python2 中使用 basestring 正確判斷一個變數是否是字串
# 性質判斷
isalnum() isalpha() isdigit() islower() isupper() isspace() istitle()
# 查詢替換
startswith(prefix[, start[, end]]) endswith(suffix[, start[, end]]) # prefix引數可以接收 tuple 型別的實參
count(sub[, start[, end]]) find(sub[, start[, end]]) index(sub[, start[, end]])
rfind(sub[, start[, end]]) rindex(sub[, start[, end]]) replace(old, new[, count])   # count是指的替換次數，不指定就全部替換
# 切分
partition(sep) rpartition(sep) splitlines([keepends]) split([sep, [, maxsplit]]) rsplit([sep[, maxsplit]])  # partition 返回一個3個元素的元組物件
# 變形
lower() upper() capitalize() swapcase() title()
# 刪減填充
strip([chars]) lstrip([chars]) rstrip([chars]) # 沒有提供chars預設是空白符，由string.whitespace 常量定義
center(width[, fillchar]) ljuct(width[, fillchar]) rjust(width[, fillchar])
zfill(width) expandtabs([tabszie])

下面來介紹一些易混淆的地方：

>>> '  hello world'.split()
['hello', 'world']
>>> '  hello world'.split(' ')
['', '', 'hello', 'world']
>>> 'hello wORld'.title()
'Hello World'
>>> import string
>>> string.capwords(' hello world!')
'Hello World!'
>>> string.whitespace
' \t\n\r\x0b\x0c'

建議 37：按需選擇 sort() 或者 sorted()

# 函式原型
sorted(iterable[, cmp[, key[, reverse]]])   # 返回一個排序後的列表
s.sort([cmp[, key[, reverse]]])             # 直接修改原列表，返回為None
>>> persons = [{'name': 'Jon', 'age': 32}, {'name': 'Alan', 'age': 50}, {'name': 'Bob', 'age': 23}]
>>> sorted(persons, key=lambda x: (x['name'], -x['age']))
[{'name': 'Alan', 'age': 50}, {'name': 'Bob', 'age': 23}, {'name': 'Jon', 'age': 32}]
>>> a = (1, 2, 4, 2, 3)
>>> sorted(a)
[1, 2, 2, 3, 4]

所以如果實際過程中需要保留原有列表，可以使用sorted()。sort()不需要複製原有列表，消耗記憶體較小，效率較高。同時傳入引數key比傳入引數cmp效率要高，cmp傳入的函式在整個排序過程中會呼叫多次，而key針對每個元素僅作一次處理。

建議 38：使用 copy 模組深拷貝物件

  • 淺拷貝（shallow copy）：構造一個新的複合物件並將從原物件中發現的引用插入該物件中。工廠函式、切片操作、copy 模組中的 copy 操作都是淺拷貝
  • 深拷貝（deep copy）：針對引用所指向的物件繼續執行拷貝，因此產生的物件不受其它引用物件操作的影響。深拷貝需要依賴 copy 模組的 deepcopy() 操作

在 python 中，標識一個物件唯一身份的是：物件的id(記憶體地址)，物件型別，物件值，而淺拷貝就是建立一個具有相同型別，相同值但不同id的新物件。因此使用淺拷貝的典型使用場景是：物件自身發生改變的同時需要保持物件中的值完全相同，比如 list 排序：

def sorted_list(olist, key=None):
    copied_list = copy.copy(olist)
    copied_list.sort(key=key)
    return copied_list
a = [3, 2, 1]       # [3, 2, 1]
b = sorted_list(a)  # [1, 2, 3]

深拷貝不僅僅拷貝了原始物件自身，也對其包含的值進行拷貝，它會遞迴的查詢物件中包含的其他物件的引用，來完成更深層次拷貝。因此，深拷貝產生的副本可以隨意修改而不需要擔心會引起原始值的改變：

>>> a = [1, 2]
>>> b = [a, a]
>>> b
[[1, 2], [1, 2]]
>>> from copy import deepcopy
>>> c = deepcopy(b)
>>> id(b[0]) == id(c[0])
False
>>> id(b[0]) == id(b[1])
True
>>> c
[[1, 2], [1, 2]]
>>> c[0].append(3)
>>> c
[[1, 2, 3], [1, 2, 3]]

使用 _copy_ 和 __deepcopy__ 可以完成對一個物件拷貝的定製。

參考博文

建議 39： 使用 Counter 進行計數統計

常見的計數統計可以使用dict、defaultdict、set和list，不過 Python 提供了一個更優雅的方式：

>>> from collections import Counter
>>> some_data = {'a', '2', 2, 3, 5, 'c', '7', 4, 5, 'd', 'b'}
>>> Counter(some_data)
Counter({'7'，: 1, 2: 1, 3: 1, 4: 1, 5: 1, '2': 1, 'b': 1, 'a': 1, 'd': 1, 'c': 1})

Counter 類屬於字典類的子類，是一個容器物件，用來統計雜湊物件，支援+、-、&、|，其中&和|分別返回兩個 Counter 物件各元素的最小值和最大值。

# 初始化
Counter('success')
Counter(s=3, c=2, e=1, u=1)
Counter({'s': 3, 'c': 2, 'u': 1, 'e': 1})
# 常用方法
list(Counter(some_data).elements())     # 獲取 key 值
Counter(some_data).most_common(2)       # 前 N 個出現頻率最高的元素以及對應的次數
(Counter(some_data))['y']               # 訪問不存在的元素返回 0
c = Counter('success')
c.update('successfully')                # 更新統計值
c.subtract('successfully')              # 統計數相減，允許為0或為負

建議 40：深入掌握 ConfigParser

幾乎所有的應用程式都會讀取配置檔案，ini是一種比較常見的檔案格式：

[section1]
option1=0

Python 提供標準庫 ConfigParser 來支援它：

import ConfigParser
conf = ConfigParser.ConfigParser()
conf.read('example.conf')
print(conf.get('section1', 'in_default'))

再來看個SQLAlchemy配置檔案的例子：

[DEFAULT]
conn_str = %(dbn)s://%(user)s:%(pw)s@%(host)s:%(port)s/%(db)s
dbn = mysql
user = root
host = localhost
port = 3306
[db1]
user = aaa
pw = ppp
db = example
[db2]
host = 192.168.0.110
pw = www
db = example
import ConfigParser
conf = ConfigParser.ConfigParser()
conf.read('format.conf')
print(conf.get('db1', 'conn_str'))
print(conf.get('db2', 'conn_str'))

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