Python語(yǔ)法的示例分析

這篇文章主要介紹Python語(yǔ)法的示例分析，文中介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

1. for - else

什么？不是 if 和 else 才是原配嗎？No，你可能不知道，else 是個(gè)腳踩兩只船的家伙，for 和 else 也是一對(duì)，而且是合法的。十大裝B語(yǔ)法，for-else 絕對(duì)算得上南無(wú)灣！不信，請(qǐng)看：

>>> for i in [1,2,3,4]:
	print(i)
else:
	print(i, '我是else')
	
1
2
3
4
4 我是else

如果在 for 和 else 之間（循環(huán)體內(nèi)）有第三者 if 插足，也不會(huì)影響 for 和 else 的關(guān)系。因?yàn)?for 的級(jí)別比 if 高，else 又是一個(gè)攀附權(quán)貴的家伙，根本不在乎是否有 if，以及是否執(zhí)行了滿(mǎn)足 if 條件的語(yǔ)句。else 的眼里只有 for，只要 for 順利執(zhí)行完畢，else 就會(huì)屁顛兒屁顛兒地跑一遍：

>>> for i in [1,2,3,4]:
	if i > 2:
		print(i)
else:
	print(i, '我是else')

3
4
4 我是else

那么，如何拆散 for 和 else 這對(duì)冤家呢？只有當(dāng) for 循環(huán)被 break 語(yǔ)句中斷之后，才會(huì)跳過(guò) else 語(yǔ)句：

>>> for i in [1,2,3,4]:
	if i>2:
		print(i)
		break
else:
	print(i, '我是else')

3

2. 一顆星(*)和兩顆星(**)

有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，星(*)真是一個(gè)神奇的符號(hào)！想一想，沒(méi)有它，C語(yǔ)言還有啥好玩的？同樣，因?yàn)橛兴琍ython 才會(huì)如此的儀態(tài)萬(wàn)方、風(fēng)姿綽約、楚楚動(dòng)人！Python 函數(shù)支持默認(rèn)參數(shù)和可變參數(shù)，一顆星表示不限數(shù)量的單值參數(shù)，兩顆星表示不限數(shù)量的鍵值對(duì)參數(shù)。

我們還是舉例說(shuō)明吧：設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)，返回多個(gè)輸入數(shù)值的和。我們固然可以把這些輸入數(shù)值做成一個(gè)list傳給函數(shù)，但這個(gè)方法，遠(yuǎn)沒(méi)有使用一顆星的可變參數(shù)來(lái)得優(yōu)雅：

>>> def multi_sum(*args):
	s = 0
	for item in args:
		s += item
	return s

>>> multi_sum(3,4,5)
12

Python 函數(shù)允許同時(shí)全部或部分使用固定參數(shù)、默認(rèn)參數(shù)、單值（一顆星）可變參數(shù)、鍵值對(duì)（兩顆星）可變參數(shù)，使用時(shí)必須按照前述順序書(shū)寫(xiě)。

>>> def do_something(name, age, gender='男', *args, **kwds):
	print('姓名：%s，年齡：%d，性別：%s'%(name, age, gender))
	print(args)
	print(kwds)

>>> do_something('xufive', 50, '男', 175, 75, math=99, english=90)
姓名：xufive，年齡：50，性別：男
(175, 75)
{'math': 99, 'english': 90}

此外，一顆星和兩顆星還可用于列表、元組、字典的解包，看起來(lái)更像C語(yǔ)言：

>>> a = (1,2,3)
>>> print(a)
(1, 2, 3)
>>> print(*a)
1 2 3
>>> b = [1,2,3]
>>> print(b)
[1, 2, 3]
>>> print(*b)
1 2 3
>>> c = {'name':'xufive', 'age':51}
>>> print(c)
{'name': 'xufive', 'age': 51}
>>> print(*c)
name age
>>> print('name:{name}, age:{age}'.format(**c))
name:xufive, age:51

3. 三元表達(dá)式

熟悉 C/C++ 的程序員，初上手 python 時(shí)，一定會(huì)懷念經(jīng)典的三元操作符，因?yàn)橄氡磉_(dá)同樣的思想，用python 寫(xiě)起來(lái)似乎更麻煩。比如：

>>> y = 5
>>> if y < 0:
	print('y是一個(gè)負(fù)數(shù)')
else:
	print('y是一個(gè)非負(fù)數(shù)')

y是一個(gè)非負(fù)數(shù)

其實(shí)，python 是支持三元表達(dá)式的，只是稍微怪異了一點(diǎn)，類(lèi)似于我們山東人講話(huà)。比如，山東人最喜歡用倒裝句：打球去吧，要是不下雨的話(huà)；下雨，咱就去自習(xí)室。翻譯成三元表達(dá)式就是：

打球去吧 if 不下雨 else 去自習(xí)室

來(lái)看看三元表達(dá)式具體的使用：

>>> y = 5
>>> print('y是一個(gè)負(fù)數(shù)' if y < 0 else 'y是一個(gè)非負(fù)數(shù)')
y是一個(gè)非負(fù)數(shù)

python 的三元表達(dá)式也可以用來(lái)賦值：

>>> y = 5
>>> x = -1 if y < 0 else 1
>>> x
1

4. with - as

with 這個(gè)詞兒，英文里面不難翻譯，但在 Python 語(yǔ)法中怎么翻譯，我還真想不出來(lái)，大致上是一種上下文管理協(xié)議。作為初學(xué)者，不用關(guān)注 with 的各種方法以及機(jī)制如何，只需要了解它的應(yīng)用場(chǎng)景就可以了。with 語(yǔ)句適合一些事先需要準(zhǔn)備，事后需要處理的任務(wù)，比如，文件操作，需要先打開(kāi)文件，操作完成后需要關(guān)閉文件。如果不使用with，文件操作通常得這樣：

fp = open(r"D:\jb51\Column\temp\mpmap.py", 'r')
try:
 contents = fp.readlines()
finally:
 fp.close()

如果使用 with - as，那就優(yōu)雅多了：

>>> with open(r"D:\jb51\Column\temp\mpmap.py", 'r') as fp:
	contents = fp.readlines()

5. 列表推導(dǎo)式

在各種稀奇古怪的語(yǔ)法中，列表推導(dǎo)式的使用頻率應(yīng)該時(shí)最高的，對(duì)于代碼的簡(jiǎn)化效果也非常明顯。比如，求列表各元素的平方，通常應(yīng)該這樣寫(xiě)（當(dāng)然也有其他寫(xiě)法，比如使用map函數(shù)）：

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> result = list()
>>> for i in a:
	result.append(i*i)

>>> result
[1, 4, 9, 16, 25]

如果使用列表推導(dǎo)式，看起來(lái)就舒服多了：

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> result = [i*i for i in a]
>>> result
[1, 4, 9, 16, 25]

事實(shí)上，推導(dǎo)式不僅支持列表，也支持字典、集合、元組等對(duì)象。有興趣的話(huà)，可以自行研究。我有一篇博文《一行 Python 代碼能實(shí)現(xiàn)什么喪心病狂的功能？》，里面的例子，都是列表推導(dǎo)式實(shí)現(xiàn)的。

6. 列表索引的各種騷操作

Python 引入負(fù)整數(shù)作為數(shù)組的索引，這絕對(duì)是喜大普奔之舉。想想看，在C/C++中，想要數(shù)組最后一個(gè)元素，得先取得數(shù)組長(zhǎng)度，減一之后做索引，嚴(yán)重影響了思維的連貫性。Python語(yǔ)言之所以獲得成功，我個(gè)人覺(jué)得，在諸多因素里面，列表操作的便捷性是不容忽視的一點(diǎn)。請(qǐng)看：

>>> a = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
>>> a[2:4]
[2, 3]
>>> a[3:]
[3, 4, 5]
>>> a[1:]
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> a[:]
[0, 1, 2, 3, 4, 5]
>>> a[::2]
[0, 2, 4]
>>> a[1::2]
[1, 3, 5]
>>> a[-1]
5
>>> a[-2]
4
>>> a[1:-1]
[1, 2, 3, 4]
>>> a[::-1]
[5, 4, 3, 2, 1, 0]

如果說(shuō)，這些你都很熟悉，也經(jīng)常用，那么接下來(lái)這個(gè)用法，你一定會(huì)感覺(jué)很神奇：

>>> a = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
>>> b = ['a', 'b']
>>> a[2:2] = b
>>> a
[0, 1, 'a', 'b', 2, 3, 4, 5]
>>> a[3:6] = b
>>> a
[0, 1, 'a', 'a', 'b', 4, 5]

7. lambda函數(shù)

lambda 聽(tīng)起來(lái)很高大上，其實(shí)就是匿名函數(shù)（了解js的同學(xué)一定很熟悉匿名函數(shù)）。匿名函數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景是什么呢？就是僅在定義匿名函數(shù)的地方使用這個(gè)函數(shù)，其他地方用不到，所以就不需要給它取個(gè)阿貓阿狗之類(lèi)的名字了。下面是一個(gè)求和的匿名函數(shù)，輸入?yún)?shù)有兩個(gè)，x和y，函數(shù)體就是x+y，省略了return關(guān)鍵字。

>>> lambda x,y: x+y
<function <lambda> at 0x000001B2DE5BD598>
>>> (lambda x,y: x+y)(3,4) # 因?yàn)槟涿瘮?shù)沒(méi)有名字，使用的時(shí)候要用括號(hào)把它包起來(lái)

匿名函數(shù)一般不會(huì)單獨(dú)使用，而是配合其他方法，為其他方法提供內(nèi)置的算法或判斷條件。比如，使用排序函數(shù)sorted對(duì)多維數(shù)組或者字典排序時(shí)，就可以指定排序規(guī)則。

>>> a = [{'name':'B', 'age':50}, {'name':'A', 'age':30}, {'name':'C', 'age':40}]
>>> sorted(a, key=lambda x:x['name']) # 按姓名排序
[{'name': 'A', 'age': 30}, {'name': 'B', 'age': 50}, {'name': 'C', 'age': 40}]
>>> sorted(a, key=lambda x:x['age']) # 按年齡排序
[{'name': 'A', 'age': 30}, {'name': 'C', 'age': 40}, {'name': 'B', 'age': 50}]

再舉一個(gè)數(shù)組元素求平方的例子，這次用map函數(shù)：

>>> a = [1,2,3]
>>> for item in map(lambda x:x*x, a):
	print(item, end=', ')

1, 4, 9,

8. yield 以及生成器和迭代器

yield 這詞兒，真不好翻譯，翻詞典也沒(méi)用。我干脆就讀作“一愛(ài)得”，算是外來(lái)詞匯吧。要理解 yield，得先了解 generator（生成器）。要了解generator，得先知道 iterator（迭代器）。哈哈哈，繞暈了吧？算了，我還是說(shuō)白話(huà)吧。

話(huà)說(shuō)py2時(shí)代，range()返回的是list，但如果range(10000000)的話(huà)，會(huì)消耗大量?jī)?nèi)存資源，所以，py2又搞了一個(gè)xrange()來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。py3則只保留了xrange()，但寫(xiě)作range()。xrange()返回的就是一個(gè)迭代器，它可以像list那樣被遍歷，但又不占用多少內(nèi)存。generator（生成器）是一種特殊的迭代器，只能被遍歷一次，遍歷結(jié)束，就自動(dòng)消失了?？傊?，不管是迭代器還是生成器，都是為了避免使用list，從而節(jié)省內(nèi)存。那么，如何得到迭代器和生成器呢？

python內(nèi)置了迭代函數(shù) iter，用于生成迭代器，用法如下：

>>> a = [1,2,3]
>>> a_iter = iter(a)
>>> a_iter
<list_iterator object at 0x000001B2DE434BA8>
>>> for i in a_iter:
	print(i, end=', ')

1, 2, 3,

yield 則是用于構(gòu)造生成器的。比如，我們要寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，返回從0到某正整數(shù)的所有整數(shù)的平方，傳統(tǒng)的代碼寫(xiě)法是這樣的：

>>> def get_square(n):
	result = list()
	for i in range(n):
		result.append(pow(i,2))
	return result

>>> print(get_square(5))
[0, 1, 4, 9, 16]

但是如果計(jì)算1億以?xún)?nèi)的所有整數(shù)的平方，這個(gè)函數(shù)的內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)會(huì)非常大，這是 yield 就可以大顯身手了：

>>> def get_square(n):
	for i in range(n):
		yield(pow(i,2))

>>> a = get_square(5)
>>> a
<generator object get_square at 0x000001B2DE5CACF0>
>>> for i in a:
	print(i, end=', ')

0, 1, 4, 9, 16,

如果再次遍歷，則不會(huì)有輸出了。

9. 裝飾器

剛弄明白迭代器和生成器，這又來(lái)個(gè)裝飾器，Python 咋這么多器呢？的確，Python 為我們提供了很多的武器，裝飾器就是最有力的武器之一。裝飾器很強(qiáng)大，我在這里嘗試從需求的角度，用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，說(shuō)明裝飾器的使用方法和制造工藝。

假如我們需要定義很多個(gè)函數(shù)，在每個(gè)函數(shù)運(yùn)行的時(shí)候要顯示這個(gè)函數(shù)的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，解決方案有很多。比如，可以在調(diào)用每個(gè)函數(shù)之前讀一下時(shí)間戳，每個(gè)函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后再讀一下時(shí)間戳，求差即可；也可以在每個(gè)函數(shù)體內(nèi)的開(kāi)始和結(jié)束位置上讀時(shí)間戳，最后求差。不過(guò)，這兩個(gè)方法，都沒(méi)有使用裝飾器那么簡(jiǎn)單、優(yōu)雅。下面的例子，很好地展示了這一點(diǎn)。

>>> import time
>>> def timer(func):
	def wrapper(*args,**kwds):
		t0 = time.time()
		func(*args,**kwds)
		t1 = time.time()
		print('耗時(shí)%0.3f'%(t1-t0,))
	return wrapper

>>> @timer
def do_something(delay):
	print('函數(shù)do_something開(kāi)始')
	time.sleep(delay)
	print('函數(shù)do_something結(jié)束')

	
>>> do_something(3)
函數(shù)do_something開(kāi)始
函數(shù)do_something結(jié)束
耗時(shí)3.077

timer() 是我們定義的裝飾器函數(shù)，使用@把它附加在任何一個(gè)函數(shù)（比如do_something）定義之前，就等于把新定義的函數(shù)，當(dāng)成了裝飾器函數(shù)的輸入?yún)?shù)。運(yùn)行 do_something() 函數(shù)，可以理解為執(zhí)行了timer(do_something) 。細(xì)節(jié)雖然復(fù)雜，不過(guò)這么理解不會(huì)偏差太大，且更易于把握裝飾器的制造和使用。

10. 巧用斷言assert

所謂斷言，就是聲明表達(dá)式的布爾值必須為真的判定，否則將觸發(fā) AssertionError 異常。嚴(yán)格來(lái)講，assert是調(diào)試手段，不宜使用在生產(chǎn)環(huán)境中，但這不影響我們用斷言來(lái)實(shí)現(xiàn)一些特定功能，比如，輸入?yún)?shù)的格式、類(lèi)型驗(yàn)證等。

>>> def i_want_to_sleep(delay):
	assert(isinstance(delay, (int,float))), '函數(shù)參數(shù)必須為整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)'
	print('開(kāi)始睡覺(jué)')
	time.sleep(delay)
	print('睡醒了')

	
>>> i_want_to_sleep(1.1)
開(kāi)始睡覺(jué)
睡醒了
>>> i_want_to_sleep(2)
開(kāi)始睡覺(jué)
睡醒了
>>> i_want_to_sleep('2')
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#247>", line 1, in <module>
 i_want_to_sleep('2')
 File "<pyshell#244>", line 2, in i_want_to_sleep
 assert(isinstance(delay, (int,float))), '函數(shù)參數(shù)必須為整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)'
AssertionError: 函數(shù)參數(shù)必須為整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)

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