究竟是Python的哪些語言特性使得人們普遍認為Python具有語法簡潔、簡單易學、代碼高效、功能強大的特點呢?一起來探討一下吧!
和其他編程語言相比,什么才是Python獨一無二的特色呢?很多程序員會說,縮進。的確,縮進是Python語言的標志性特點,但這只是外在的、形式上的。從語言特性層面講,Python的特點是什么呢?我嘗試著在知乎上搜索了一下,最具代表性的答案分別是語法簡潔、簡單易學、代碼高效、功能強大等四項。仔細品味這四項,我還是覺得,這是Python語言表現出來的使用效果或用戶感受,仍然不是語言特性層面的特色。 換個說法,究竟是Python的哪些語言特性使得人們普遍認為Python具有語法簡潔、簡單易學、代碼高效、功能強大的特點呢?我個人認為,這要歸功于列表(list)、字典(dict)、元組(tuple)和集合(set)這“四大金剛”。盡管整型(int)、浮點型(float)和字符串(str)也很重要,但這三種對象相對于其他編程語言來說,差異并不像“四大金剛”那樣明顯。可以毫不夸張地說,列表、字典、元組和集合代表了Python語言的核心和基礎,同時也是Python的精髓所在。學會使用列表、字典、元組和集合,就意味著掌握了Python這門編程語言。 如果認可這個觀點,那么,Python的精髓就從列表、字典、元組和集合等“四大金剛”,演變成由方括號、花括號和圓括號組成的“括號族”。
1. 方括號
方括號幾乎是所有編程語言的第一符號。這里的第一,并不是指使用頻率,而是指這個符號展現出的編程語言的內涵和創造力。事實上,就符號的使用頻率而言,方括號也可能排在首位——只是我的直覺,并沒有統計數據支持。
1.1 創建列表
對于初學者來說,創建列表最常用的方法就是用一對方括號。
》》》 a = [] 》》》 a [] 》》》 b = [3.14, False, ‘x’, None] 》》》 b [3.14, False, ‘x’, None]即便是老鳥,也會大量使用方括號創建列表,尤其是使用推導式創建列表的情況下。》》》 c = [i**2 for i in range(5)] 》》》 c [0, 1, 4, 9, 16]但我一直覺得,方括號就像口語或俚語,太過隨便。我更喜歡使用嚴謹的list()來創建列表。使用list()創建列表,是list類的實例化的標準方法,可以體會list類的構造函數如何適應不同類型的參數。》》》 a = list() 》》》 a [] 》》》 b = list((3.14, False, ‘x’, None)) 》》》 b [3.14, False, ‘x’, None] 》》》 c = list({1,2,3}) 》》》 c [1, 2, 3] 》》》 d = list({‘x’:1,‘y’:2,‘z’:3}) 》》》 d [‘x’, ‘y’, ‘z’] 》》》 e = list(range(5)) 》》》 e [0, 1, 2, 3, 4] 》》》 f = list(‘*’*i for i in range(5)) 》》》 f [‘’, ‘*’, ‘**’, ‘***’, ‘****’]
1.2 列表的索引
方括號可以創建列表,但方括號并不等同于列表,因為方括號還用來索引。
》》》 [3.14, False, ‘x’, None][2] ‘x’ 》》》 [3.14, False, ‘x’, None][-2] ‘x’ 》》》 [3.14, False, ‘x’, None][1:] [False, ‘x’, None] 》》》 [3.14, False, ‘x’, None][:-1] [3.14, False, ‘x’] 》》》 [3.14, False, ‘x’, None][::2] [3.14, ‘x’] 》》》 [3.14, False, ‘x’, None][::-1] [None, ‘x’, False, 3.14]列表的索引非常靈活,尤其是引入了負數索引,用-1表示最后一個元素或逆序,實屬喜大普奔。上面的操作,屬于常用索引方式,如果能讀懂下面的代碼,說明你已經具備了足夠深的功力。》》》 a = [3.14, False, ‘x’, None] 》》》 a[2:2] = [1,2,3] 》》》 a [3.14, False, 1, 2, 3, ‘x’, None]
1.3 列表的方法
對于列表對象的方法如果能信手拈來,那就是Python高手了。
》》》 a = [3.14, False, ‘x’, None] 》》》 a.index(‘x’) 2 》》》 a.append([1,2,3]) 》》》 a [3.14, False, ‘x’, None, [1, 2, 3]] 》》》 a[-1].insert(1, ‘ok’) 》》》 a [3.14, False, ‘x’, None, [1, ‘ok’, 2, 3]] 》》》 a.remove(False) 》》》 a [3.14, ‘x’, None, [1, ‘ok’, 2, 3]] 》》》 a.pop(1) ‘x’ 》》》 a [3.14, None, [1, ‘ok’, 2, 3]] 》》》 a.pop() [1, ‘ok’, 2, 3] 》》》 a [3.14, None]
2. 花括號
花括號代表字典對象,大多數初學者都這樣認為。然而,這是錯誤的,至少是片面的。下面的代碼中,a和b都是用花括號創造出來的對象,卻一個是字典,一個是集合。
》》》 a = {} 》》》 a {} 》》》 b = {‘x’,‘y’,‘z’} 》》》 b {‘y’, ‘z’, ‘x’} 》》》 type(a) 《class ‘dict’》 》》》 type(b) 《class ‘set’》原來,Python用花括號表示字典和集合兩種對象:花括號內是空的,或者是鍵值對的,表示字典;花括號內是無重復元素的,表示集合。為了不引起誤會,我習慣用dict()來生成字典,用set()來生成集合。》》》 dict() {} 》》》 dict({‘x’:1, ‘y’:2, ‘z’:3}) {‘x’: 1, ‘y’: 2, ‘z’: 3} 》》》 dict(((‘x’,1), (‘y’,2), (‘z’,3))) {‘x’: 1, ‘y’: 2, ‘z’: 3} 》》》 dict.fromkeys(‘xyz’) {‘x’: None, ‘y’: None, ‘z’: None} 》》》 dict.fromkeys(‘abc’, 0) {‘a’: 0, ‘b’: 0, ‘c’: 0} 》》》 set((3,4,5)) {3, 4, 5} 》》》 set({‘x’:1, ‘y’:2, ‘z’:3}) {‘y’, ‘z’, ‘x’} 》》》 set([3,3,4,4,5,5]) {3, 4, 5}編碼實踐中,雖然在某些情況下集合是無可替代的,但集合的使用頻率是“四大金剛”中最低的,我們這里不展開討論,只說說字典的使用技巧。
2.1 判斷一個鍵是否存在于字典中
Py2時代,dict對象曾經有has_key()的方法,用來判斷是否包含某個鍵。py3舍棄了這個方法,判斷一個鍵是否存在于字典中,只能使用in這樣的方法了。
》》》 a = dict({‘x’:1, ‘y’:2, ‘z’:3}) 》》》 ‘x’ in a True 》》》 ‘v’ in a False
2.2 向字典中添加一個新鍵或更新鍵值
很多人喜歡用對字典的一個鍵賦值的方法,實現向字典中添加一個新鍵或更新鍵值。
》》》 a = dict() 》》》 a[‘name’] = ‘xufive’ 》》》 a {‘name’: ‘xufive’}我不推薦這樣的方式,使用update()才更有儀式感,還可以一次添加或修改多個鍵。》》》 a = dict() 》》》 a.update({‘name’:‘xufive’, ‘gender’:‘男’}) 》》》 a {‘name’: ‘xufive’, ‘gender’: ‘男’}
2.3 從字典中獲取一個鍵值
a[‘age’]是最常用的方式,但是也還會遇到鍵不存在的異常。下面的方法值得推薦。
》》》 a.get(‘age’, 18) 18
2.4 獲取字典的全部鍵、全部值、全部鍵值對
dict類提供了keys()、values()和items()等三個方法分別返回字典的全部鍵、全部值和全部鍵值對。需要注意的是,返回結果并非列表,而是迭代器。如果你需要列表形式的返回結果,請使用list()轉換。
》》》 a = dict() 》》》 a.update({‘name’:‘xufive’, ‘gender’:‘男’}) 》》》 list(a.keys()) [‘name’, ‘gender’] 》》》 list(a.values()) [‘xufive’, ‘男’] 》》》 list(a.items()) [(‘name’, ‘xufive’), (‘gender’, ‘男’)]
2.5 遍歷字典
遍歷字典的時候,很多同學或寫成遍歷字典的keys()。其實,不需要這么麻煩,可以像下面這樣直接遍歷。
》》》 a = dict([(‘name’, ‘xufive’), (‘gender’, ‘男’)]) 》》》 for key in a: print(key, a[key]) name xufive gender 男
3. 圓括號
圓括號代表元組對象,這么說應該沒有問題吧?的確,聽起來沒有問題,但在元組的使用上,我相信每個初學者都會跌進同一個深坑至少一次。
3.1 必入之淺坑
元組不用于列表的最顯著的特點,就是無法更新元素的值。忘記或者忽略這一點,就會入坑。
》》》 a = (3, 4) 》》》 a[0] = 5 Traceback (most recent call last): File “《pyshell#14》”, line 1, in 《module》 a[0] = 5 TypeError: ‘tuple’ object does not support item assignment
3.2 必入之深坑
使用了多年Python之后,我曾經寫出的最糟糕的bug,就是下面這一段代碼。
》》》 import threading 》》》 def do_something(name): print(‘My name is %s.’%name) 》》》 th = threading.Thread(target=do_something, args=(‘xufive’)) 》》》 th.start() Exception in thread Thread-1: Traceback (most recent call last): File “C:UsersxufiveAppDataLocalProgramsPythonPython37lib hreading.py”, line 926, in _bootstrap_inner self.run() File “C:UsersxufiveAppDataLocalProgramsPythonPython37lib hreading.py”, line 870, in run self._target(*self._args, **self._kwargs) TypeError: do_something() takes 1 positional argument but 6 were given我分明只提供了1個參數,卻提示說給出了6個參數,為什么呢?原來,元組初始化時,如果只有單個參數,則必須在單個參數之后增加一個逗號(,),否則,初始化結果僅返回原參數。》》》 a = (5) 》》》 a 5 》》》 type(a) 《class ‘int’》 》》》 b = (‘xyz’) 》》》 b ‘xyz’ 》》》 type(b) 《class ‘str’》 》》》 a, b = (5,), (‘xyz’,) 》》》 a, b ((5,), (‘xyz’,)) 》》》 type(a), type(b) (《class ‘tuple’》, 《class ‘tuple’》)
3.3 單星號解包元組
格式化輸出字符串時,C語言風格是我的最愛。當有多個%需要匹配時,下面也許是最自然而然的寫法。
》》》 args = (95,99,100) 》》》 ‘%s:語文%d分,數學%d分,英語%d分’%(‘天元浪子’, args[0], args[1], args[2]) ‘天元浪子:語文95分,數學99分,英語100分’正確固然正確,但不夠精彩。滿分寫法應該是這樣的。》》》 args = (95,99,100) 》》》 ‘%s:語文%d分,數學%d分,英語%d分’%(‘天元浪子’, *args) ‘天元浪子:語文95分,數學99分,英語100分’
3.4 為什么要使用元組?
既然元組的元素不可改變,那為什么還要使用元組呢?使用列表代替元組不是更方便嗎?誠然,在多數情況下,可以使用列表代替元組,但下面的例子卻可以證明,列表無法代替元組。
》》》 s = {1,‘x’,(3,4,5)} 》》》 s {1, (3, 4, 5), ‘x’} 》》》 s = {1,‘x’,[3,4,5]} Traceback (most recent call last): File “《pyshell#32》”, line 1, in 《module》 s = {1,‘x’,[3,4,5]} TypeError: unhashable type: ‘list’我們可以將元組加到集合中,但列表不行,因為列表是不可哈希(unhashable)的。理解這一點并不困難:列表元素可以被動態改變,所以沒有一個固定不變的哈希值——這與集合要求的元素唯一性沖突;而元組的元素被禁止更新,其哈希值在整個生命周期都不會變化,因此可以成為集合的元素。 顯然,元組和列表有著完全不同的存儲方式。因為不用考慮更新問題,元組的速度性能要遠優于列表。優先使用元組,應該成為Python程序員遵循的一條基本原則。
原文標題:用了十幾年才想明白:Python 的精髓居然是方括號、花括號和圓括號!
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