坑爹的Python陷阱（避坑指南）

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作者：xybaby

來源：http://www.cnblogs.com/xybaby/

我個人對陷阱的定義是這樣的：程式碼看起來可以工作，但不是以你“想當然“”的方式。如果一段程式碼直接出錯，丟擲了異常，我不認為這是陷阱。比如，Python程式設計師應該都遇到過的“UnboundLocalError”, 示例：

>>> a=1
>>> def func():
...     a+=1
...     print a
...
>>> func()
traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 2, in func
UnboundLocalError: local variable  a  referenced before assignment

　　　
對於“UnboundLocalError”,還有更高階的版本：

import random

def func(ok):
    if ok:
        a = random.random()
    else:
        import random
        a = random.randint(1, 10)
    return a

func(True)# UnboundLocalError: local variable  random  referenced before assignment

可能對於很多python新手來說，這個Error讓人摸不著頭腦。但我認為這不算陷阱，因為這段程式碼一定會報錯，而不是默默的以錯誤的方式執行。不怕真小人，就怕偽君子。我認為缺陷就好比偽君子。

那麼Python中哪些真正算得上陷阱呢

第一：以mutable物件作為預設引數

這個估計是最廣為人知的了，Python和其他很多語言一樣，提供了預設引數，預設引數確實是個好東西，可以讓函式呼叫者忽略一些細節（比如GUI程式設計，Tkinter，QT），對於lambda表示式也非常有用。但是如果使用了可變物件作為預設引數，那麼事情就不那麼愉快了

>>> def f(lst = []):
...     lst.append(1)
...     return lst
...
>>> f()
[1]
>>> f()
[1, 1]

　　

驚喜不驚喜？！究其原因，python中一切都是物件，函式也不列外，預設引數只是函式的一個屬性。而預設引數在函式定義的時候已經求值了。

Default parameter values are evaluated when the function definition is executed.

stackoverflow上有一個更適當的例子來說明預設引數是在定義的時候求值，而不是呼叫的時候。

>>> import time
>>> def report(when=time.time()):
...     return when
...
>>> report()
1500113234.487932
>>> report()
1500113234.487932

python docoment 給出了標準的解決辦法：

A way around this is to use None as the default, and explicitly test for it in the body of the function

>>> def report(when=None):
...     if when is None:
...             when = time.time()
...     return when
...
>>> report()
1500113446.746997
>>> report()
1500113448.552873

第二: x += y vs x = x + y

一般來說，二者是等價的，至少看起來是等價的（這也是陷阱的定義 — 看起來都OK，但不一定正確）。

>>> x=1;x += 1;print x
2
>>> x=1;x = x+1;print x
2
>>> x=[1];x+=[2];print x
[1, 2]
>>> x=[1];x=x+[2];print x
[1, 2]

呃，被光速打臉了？

>>> x=[1];print id(x);x=x+[2];print id(x)
4357132800
4357132728
>>> x=[1];print id(x);x+=[2];print id(x)
4357132800
4357132800

　　
前者x指向一個新的物件，後者x在原來的物件是修改，當然，那種效果是正確的取決於應用場景。至少，得知道，二者有時候並不一樣

第三，神奇的小括號—()

小括號（parenthese）在各種程式語言中都有廣泛的應用，python中，小括號還能表示元組（tuple）這一資料型別, 元組是immutable的序列。

>>> a = (1, 2)
>>> type(a)
<type  tuple >
>>> type(())
<type  tuple >

但如果只有一個元素呢

>>> a=(1)
>>> type(a)
<type  int >

神奇不神奇，如果要表示只有一個元素的元組，正確的姿勢是:

>>> a=(1,)
>>> type(a)
<type  tuple >

第四：生成一個元素是列表的列表

這個有點像二維陣列，當然生成一個元素是字典的列表也是可以的，更通俗的說，生成一個元素是可變物件的序列

很簡單嘛：

>>> a= [[]] * 10
>>> a
[[], [], [], [], [], [], [], [], [], []]
>>> a[0].append(10)
>>> a[0]
[10]

看起來很不錯，簡單明瞭，but

>>> a[1]
[10]
>>> a
[[10], [10], [10], [10], [10], [10], [10], [10], [10], [10]]

我猜，這應該不是你預期的結果吧，究其原因，還是因為python中list是可變物件，上述的寫法大家都指向的同一個可變物件，正確的姿勢

>>> a = [[] for _ in xrange(10)]
>>> a[0].append(10)
>>> a
[[10], [], [], [], [], [], [], [], [], []]

另外一個在實際編碼中遇到的問題，dict.fromkeys, 也有異曲同工之妙：建立的dict的所有values指向同一個物件。

fromkeys(seq[, value])

Create a new dictionary with keys from seq and values set to value.　

第五，在訪問列表的時候，修改列表

列表（list）在python中使用非常廣泛，當然經常會在訪問列表的時候增加或者刪除一些元素。比如，下面這個函式，試圖刪掉列表中為3的倍數的元素：

>>> def modify_lst(lst):
...     for idx, elem in enumerate(lst):
...         if elem % 3 == 0:
...             del lst[idx]
...

測試一下，

>>> lst = [1,2,3,4,5,6]
>>> modify_lst(lst)
>>> lst
[1, 2, 4, 5]

好像沒什麼錯，不過這只是運氣好

>>> lst = [1,2,3,6,5,4]
>>> modify_lst(lst)
>>> lst
[1, 2, 6, 5, 4]

上面的例子中，6這個元素就沒有被刪除。如果在modify_lst函式中print idx， item就可以發現端倪：lst在變短，但idx是遞增的，所以在上面出錯的例子中，當3被刪除之後，6變成了lst的第2個元素（從0開始）。在C++中，如果遍歷容器的時候用迭代器刪除元素，也會有同樣的問題。

如果邏輯比較簡單，使用list comprehension是不錯的注意

第六，閉包與lambda

這個也是老生長談的例子，在其他語言也有類似的情況。先看一個例子:

>>> def create_multipliers():
...     return [lambda x:i*x for i in range(5)]
...
>>> for multiplier in create_multipliers():
...     print multiplier(2)
...

create_multipliers函式的返回值時一個列表，列表的每一個元素都是一個函式 －－ 將輸入引數x乘以一個倍數i的函式。預期的結果時0，2，4，6，8. 但結果是5個8，意外不意外。

由於出現這個陷阱的時候經常使用了lambda，所以可能會認為是lambda的問題，但lambda表示不願意背這個鍋。問題的本質在與python中的屬性查詢規則，LEGB（local，enclousing，global，bulitin），在上面的例子中，i就是在閉包作用域（enclousing），而Python的閉包是 遲繫結 ， 這意味著閉包中用到的變數的值，是在內部函式被呼叫時查詢得到的。

解決辦法也很簡單，那就是變閉包作用域為區域性作用域。

>>> def create_multipliers():
...     return [lambda x, i = i:i*x for i in range(5)]
...

第七，定義del

大多數計算機專業的同學可能都是先學的C、C++，構造、解構函式的概念應該都非常熟。於是，當切換到python的時候，自然也想知道有沒有相應的函式。比如，在C++中非常有名的RAII，即通過構造、析構來管理資源（如記憶體、檔案描述符）的宣告週期。那在python中要達到同樣的效果怎麼做呢，即需要找到一個物件在銷燬的時候一定會呼叫的函式，於是發現了init, del函式，可能簡單寫了兩個例子發現確實也能工作。但事實上可能掉進了一個陷阱，在python documnet是有描述的：

Circular references which are garbage are detected when the option cycle detector is enabled (it’s on by default), but can only be cleaned up if there are no Python-level del() methods involved.

簡單來說，如果在迴圈引用中的物件定義了del,那麼python gc不能進行回收，因此，存在記憶體洩漏的風險

第八，不同的姿勢import同一個module

示例在stackoverflow的例子上稍作修改，假設現在有一個package叫mypackage，裡面包含三個python檔案：mymodule.py, main.py, init.py。mymodule.py程式碼如下：

l = []
class A(object):
    pass

main.py程式碼如下：

def add(x):
    from mypackage import mymodule
    mymodule.l.append(x)
    print "updated list",mymodule.l, id(mymodule)

def get():
    import mymodule
    print  module in get , id(mymodule)
    return mymodule.l

if __name__ ==  __main__ :
    import sys
    sys.path.append( ../ )
    add(1)

    ret = get()
    print "lets check", ret

執行python main.py，結果如下：　　

updated list [1] 4406700752
module in get 4406700920
lets check []

從執行結果可以看到，在add 和 get函式中import的mymodule不是同一個module，ID不同。當然，在python2.7.10中，需要main.py的第13行才能出現這樣的效果。你可能會問，誰會寫出第13行這樣的程式碼呢？事實上，在很多專案中，為了import的時候方便，會往sys.path加入一堆路徑。那麼在專案中，大家同意一種import方式就非常有必要了

第九，python升級

python3.x並不向後相容，所以如果從2.x升級到3.x的時候得小心了，下面列舉兩點：

在python2.7中，range的返回值是一個列表；而在python3.x中，返回的是一個range物件。

map()、filter()、 dict.items()在python2.7返回列表，而在3.x中返回迭代器。當然迭代器大多數都是比較好的選擇，更加pythonic，但是也有缺點，就是隻能遍歷一次。在instagram的分享中，也提到因為這個導致的一個坑爹的bug。

第十：++i —i

這個陷阱主要是坑來自C、C++背景的同學。簡單來說，++i是對i取兩次正號，—i是對i取兩次負號，運算完之後i的值不變。

第十一：setattr getattr getattribute

Python中有大量的magic method（形似xx），其中許多跟屬性訪問有關，比如get， set，delete_，getattr, setattr, delattr, getattribute。前三個跟descriptor相關，詳細可參見《python descriptor 詳解》。坑爹的是，getattr與setattr相差很大，在《python屬性查詢（attribute look up）》一文中有詳細介紹。簡單說來，setattr與getattribute是對應的，都是修改python預設的屬性修改、查詢機制，而getattr只是預設查詢機制無法找到屬性的時候才會呼叫，setattr應該叫setattribute__才恰當！

第負一，gil

以GIL結尾，因為gil是Python中大家公認的缺陷！

其他語言過來的同學可能看到python用threading模組，拿過來就用，結果發現效果不對啊，然後就會噴，什麼鬼

總結：

毫無疑問的說，python是非常容易上手，也非常強大的一門語言。python非常靈活，可定製化很強。同時，也存在一些陷阱，搞清楚這些陷阱能夠更好的掌握、使用這麼語言。本文列舉了一些python中的一些缺陷，這是一份不完全列表，歡迎大家補充。

references:

instagram-pycon-2017
python-2-x-gotchas-and-landmines
module-reimported-if-imported-from-different-path

本文版權歸作者xybaby
原文地址：http://www.cnblogs.com/xybaby/）

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