Python 3.10 中新的功能和變化

東方天宇發表於2021-04-28
Python

隨著最後一個alpha版釋出，Python 3.10 的功能更改全面敲定！

現在，正是體驗Python 3.10 新功能的理想時間！正如標題所言，本文將給大家分享Python 3.10中所有重要的功能和更改。

新功能1：聯合運算子

在過去, |符號用於 "算術或"運算，例如:

print(0 | 0)
print(0 | 1)
print({1, 2} | {2, 3})

輸出:

0
1
{1, 2, 3}

在Python 3.10中， | 符號有的新語法，可以表示x型別 或 Y型別，以取代之前的typing.Union 完成型別註解

舉個例子：

函式的引數應該是一個int 或 str型別

舊的寫法:

  • from typing import Union


def f(value: Union[int, str]) -> Union[int, str]:
    return value*2

新的寫法：

  • def f(value: int | str) -> int | str:
    return value*2

這種新的語法也被作為isinstance() 和issubclass() 的第二個引數，用於型別判斷

 isinstance(1086, int | str)   # 10086是否為 int型 或 str型

新功能2： 多行上下文管理器

在過去，上下文管理器一般用於資源的自動獲取和自動釋放，利用開啟檔案時使用上下文管理器：

with open("test.txt", "w") as f:  # 自動開啟和關閉檔案
    f.write("hello， 我是三木")    #  對檔案進行讀寫

如果要複製檔案的話，需要開啟原始檔和目標檔案，那麼就需要2個上下文管理器，程式碼會寫成這個樣子：

with open("test.txt", "r") as f:  # 開啟第一個檔案
    with open("test_copy.txt", "w") as f_copy:  # 開啟第二個檔案
        content = f.read()  # 從第一個檔案獲取內容
        f_copy.write(content)  # 向第二個檔案寫入內容

在Python3.10中，可以將程式碼精簡一下：

with (
    open("test.txt", "r") as f,  # 開啟第一個檔案
    open("test_copy.txt", "w") as f_copy,  # 開啟第二個檔案
):
    content = f.read()  # 從第一個檔案獲取內容
    f_copy.write(content)  # 向第二個檔案寫入內容

注意變化：

  1. with 只出現了1次
  2. 在同一個程式碼段，有2個上下文管理器f和 f_copy
  3. 這兩個上下文管理可以互動

此外，還可以更加靈(sao)活(qi)的操作：

with (
    open("test.txt", "r", encoding="utf-8") as f,  # 開啟第一個檔案
    open("test_copy.txt", "w", encoding=f.encoding) as f_copy,  # 開啟第二個檔案
):
    content = f.read()  # 從第一個檔案獲取內容
    f_copy.write(content)  # 向第二個檔案寫入內容

注意細節：在第2個open中，使用了第一個open的結果 ：f
公眾號：測試開發研習社

新功能3： 結構模式匹配 (Structural Pattern Matching)

如果你熟悉或使用過php，Java或JavaScript等語言，可能見到switch語句，例如這樣：

today = new Date().getDay();
switch () {
    case 0:
        day = "星期天";
        break;
    case 1:
        day = "星期一";
         break;
    case 2:
        day = "星期二";
         break;
    case 3:
        day = "星期三";
         break;
    case 4:
        day = "星期四";
         break;
    case 5:
        day = "星期五";
         break;
    case 6:
        day = "星期六";
}

簡單來說:根據x的值，選擇指定的case語句進行執行

過去，Python沒有這樣的語句，所以現在，有了！

today = 1
match  today:
    case 0:
        day = "星期天"
    case 1:
        day = "星期一"
    case 2:
        day = "星期二"
    case 3:
        day = "星期三"
    case 4:
        day = "星期四"
    case 5:
        day = "星期五"
    case 6:
        day = "星期六"
    case _:
        day = "別鬧...一個星期只有七天"

print(day)

輸出

星期一

如果將第一行改為today = 8，則輸出

別鬧...一個星期只有七天

注意：

  1. 匹配順序是從上往下
  2. 找到一個匹配的case後，會停止，所以不需要向JavaScript一樣寫break語句
  3. 如果有多個符合條件的case，後面的case也不會有機會匹配到了
  4. 如果沒有符合條件的匹配，則會執行case_，此_稱之為萬用字元，萬用字元是可選的

關於結構匹配模式(Structural Pattern Matching)，可以說是Python 3.10 重量級的新功能，它還有很多高階用法，值得專門一篇文章來進行介紹，這裡就先不展開了。

總之，作為一個遲到了的“switch”，會在其他程式語言中的實踐經驗上進行改進，成符合Python一貫的風格：簡單、靈活、強大。

新變化：效能改進

與所有最新的Python版本一樣，Python 3.10也帶來了一些效能改進。首先是str()，bytes()和bytearray()建構函式的優化，它們的速度應該提高30％~40%左右（來自 https://bugs.python.org/issue41334）

~ $ ./python3.10 -m pyperf timeit -q --compare-to=python "str()"
Mean +- std dev: [python] 81.9 ns +- 4.5 ns -> [python3.10] 60.0 ns +- 1.9 ns: 1.36x faster (-27%)
~ $ ./python3.10 -m pyperf timeit -q --compare-to=python "bytes()"
Mean +- std dev: [python] 85.1 ns +- 2.2 ns -> [python3.10] 60.2 ns +- 2.3 ns: 1.41x faster (-29%)
~ $ ./python3.10 -m pyperf timeit -q --compare-to=python "bytearray()"
Mean +- std dev: [python] 93.5 ns +- 2.1 ns -> [python3.10] 73.1 ns +- 1.8 ns: 1.28x faster (-22%)

此外，還有多個Python核心模組正在進行持續的優化，讓我們繼續期待吧

新變化：zip支援長度檢查

PEP 618：zip()函式現在具有一個可選strict標誌，用於要求所有可迭代物件具有相等的長度

首先回顧一下zip函式的用法：

在一個迭代中，同時向多個序列讀取內容，

可以將行變成列，列變成行，這類似於轉置矩陣。

name_list = ['報警', '急救', '消防']
number_list = [110, 120, 119]

for i in zip(name_list, number_list):
    print(i)

輸出

('報警', 110)
('急救', 120)
('消防', 119)

上面的例子有一個特點：name_list 和 number_list 長度是相同的，如果長度不同會怎麼樣呢？

name_list = ['報警', '急救', '消防', '查號']
number_list = [110, 120, 119]

for i in zip(name_list, number_list):
    print(i)

輸出

('報警', 110)
('急救', 120)
('消防', 119)

注意：因為長度不同，所以最後一組結果查號是不會顯示的，但是卻沒有任何提示，從結果來看，無法判斷是否有遺漏的資料。

在Python 3.10，可以給zip()傳遞引數strict=True ,對長度進行嚴格檢查

for i in zip(name_list, number_list, strict=True):
    print(i)

輸出

('報警', 110)
('急救', 120)
('消防', 119)
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\san\PycharmProjects\py310\a.py", line 4, in <module>
    for i in zip(name_list, number_list, strict=True):
ValueError: zip() argument 2 is shorter than argument 1

注意： zip的第二個引數比第一個引數短，於是丟擲異常

文章首發於我的公眾號，原文連結：https://mp.weixin.qq.com/s/acNtLBNPKUKmcX2VW-K0mw
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