如果說優(yōu)雅也有缺點(diǎn)的話，那就是你需要艱巨的工作才能得到它，需要良好的教育才能欣賞它。

—— Edsger Wybe Dijkstra

在Python社區(qū)文化的澆灌下，演化出了一種獨(dú)特的代碼風(fēng)格，去指導(dǎo)如何正確地使用Python，這就是常說的pythonic。一般說地道(idiomatic)的python代碼，就是指這份代碼很pythonic。Python的語(yǔ)法和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)設(shè)計(jì)，處處契合著pythonic的思想。而且Python社區(qū)十分注重編碼風(fēng)格一的一致性，他們極力推行和處處實(shí)踐著pythonic。所以經(jīng)常能看到基于某份代碼P vs NP (pythonic vs non-pythonic)的討論。pythonic的代碼簡(jiǎn)練，明確，優(yōu)雅，絕大部分時(shí)候執(zhí)行效率高。閱讀pythonic的代碼能體會(huì)到“代碼是寫給人看的，只是順便讓機(jī)器能運(yùn)行”暢快。

然而什么是pythonic，就像什么是地道的漢語(yǔ)一樣，切實(shí)存在但標(biāo)準(zhǔn)模糊。import this可以看到Tim Peters提出的Python之禪，它提供了指導(dǎo)思想。許多初學(xué)者都看過它，深深贊同它的理念，但是實(shí)踐起來又無從下手。PEP 8給出的不過是編碼規(guī)范，對(duì)于實(shí)踐pythonic還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。如果你正被如何寫出pythonic的代碼而困擾，或許這份筆記能給你幫助。

Raymond Hettinger是Python核心開發(fā)者，本文提到的許多特性都是他開發(fā)的。同時(shí)他也是Python社區(qū)熱忱的布道師，不遺余力地傳授pythonic之道。這篇文章是網(wǎng)友Jeff Paine整理的他在2013年美國(guó)的PyCon的演講的筆記。

術(shù)語(yǔ)澄清：本文所說的集合全都指collection，而不是set。

以下是正文。

本文是Raymond Hettinger在2013年美國(guó)PyCon演講的筆記(視頻, 幻燈片)。

示例代碼和引用的語(yǔ)錄都來自Raymond的演講。這是我按我的理解整理出來的，希望你們理解起來跟我一樣順暢！

遍歷一個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)字

foriin[0,1,2,3,4,5]:

printi ** 2

foriinrange(6):

printi ** 2

更好的方法

foriinxrange(6):

printi ** 2

xrange會(huì)返回一個(gè)迭代器，用來一次一個(gè)值地遍歷一個(gè)范圍。這種方式會(huì)比range更省內(nèi)存。xrange在Python 3中已經(jīng)改名為range。

遍歷一個(gè)集合

colors = ['red','green','blue','yellow']

foriinrange(len(colors)):

print colors[i]

更好的方法

forcolor incolors:

print color

反向遍歷

colors = ['red','green','blue','yellow']

foriinrange(len(colors)-1, -1, -1):

print colors[i]

更好的方法

forcolor inreversed(colors):

print color

遍歷一個(gè)集合及其下標(biāo)

colors = ['red','green','blue','yellow']

foriinrange(len(colors)):

printi,'--->',colors[i]

更好的方法

fori,color inenumerate(colors):

printi,'--->',color

這種寫法效率高，優(yōu)雅，而且?guī)湍闶∪ビH自創(chuàng)建和自增下標(biāo)。

當(dāng)你發(fā)現(xiàn)你在操作集合的下標(biāo)時(shí)，你很有可能在做錯(cuò)事。

遍歷兩個(gè)集合

names = ['raymond','rachel','matthew']

colors = ['red','green','blue','yellow']

n = min(len(names),len(colors))

foriinrange(n):

print names[i],'--->',colors[i]

forname,color inzip(names,colors):

print name,'--->',color

更好的方法

forname,color inizip(names,colors):

print name,'--->',color

zip在內(nèi)存中生成一個(gè)新的列表，需要更多的內(nèi)存。izip比zip效率更高。

注意：在Python 3中，izip改名為zip，并替換了原來的zip成為內(nèi)置函數(shù)。

有序地遍歷

colors = ['red','green','blue','yellow']

# 正序

forcolor insorted(colors):

print colors

# 倒序

forcolor insorted(colors,reverse=True):

print colors

自定義排序順序

colors = ['red','green','blue','yellow']

def compare_length(c1,c2):

iflen(c1) < len(c2): return -1

iflen(c1) > len(c2): return1

return0

print sorted(colors,cmp=compare_length)

更好的方法

print sorted(colors, key=len)

第一種方法效率低而且寫起來很不爽。另外，Python 3已經(jīng)不支持比較函數(shù)了。

調(diào)用一個(gè)函數(shù)直到遇到標(biāo)記值

blocks = []

whileTrue:

block = f.read(32)

ifblock == '':

break

blocks.append(block)

更好的方法

blocks = []

forblock initer(partial(f.read,32),''):

blocks.append(block)

iter接受兩個(gè)參數(shù)。第一個(gè)是你反復(fù)調(diào)用的函數(shù)，第二個(gè)是標(biāo)記值。

譯注：這個(gè)例子里不太能看出來方法二的優(yōu)勢(shì)，甚至覺得partial讓代碼可讀性更差了。方法二的優(yōu)勢(shì)在于iter的返回值是個(gè)迭代器，迭代器能用在各種地方，set，sorted，min，max，heapq，sum……

在循環(huán)內(nèi)識(shí)別多個(gè)退出點(diǎn)

def find(seq,target):

found = False

fori,value inenumerate(seq):

ifvalue == target:

found = True

break

ifnotfound:

return -1

returni

更好的方法

def find(seq,target):

fori,value inenumerate(seq):

ifvalue == target:

break

else:

return -1

returni

for執(zhí)行完所有的循環(huán)后就會(huì)執(zhí)行else。

譯注：剛了解for-else語(yǔ)法時(shí)會(huì)困惑，什么情況下會(huì)執(zhí)行到else里。有兩種方法去理解else。傳統(tǒng)的方法是把for看作if，當(dāng)for后面的條件為False時(shí)執(zhí)行else。其實(shí)條件為False時(shí)，就是for循環(huán)沒被break出去，把所有循環(huán)都跑完的時(shí)候。所以另一種方法就是把else記成nobreak，當(dāng)for沒有被break，那么循環(huán)結(jié)束時(shí)會(huì)進(jìn)入到else。

遍歷字典的key

d = {'matthew': 'blue','rachel': 'green','raymond': 'red'}

forkind:

printk

forkind.keys():

ifk.startswith('r'):

deld[k]

什么時(shí)候應(yīng)該使用第二種而不是第一種方法？當(dāng)你需要修改字典的時(shí)候。

如果你在迭代一個(gè)東西的時(shí)候修改它，那就是在冒天下之大不韙，接下來發(fā)生什么都活該。

d.keys()把字典里所有的key都復(fù)制到一個(gè)列表里。然后你就可以修改字典了。

注意：如果在Python 3里迭代一個(gè)字典你得顯示地寫：list(d.keys())，因?yàn)閐.keys()返回的是一個(gè)“字典視圖”(一個(gè)提供字典key的動(dòng)態(tài)視圖的迭代器)。詳情請(qǐng)看文檔。

遍歷一個(gè)字典的key和value

# 并不快，每次必須要重新哈希并做一次查找

forkind:

printk,'--->',d[k]

# 產(chǎn)生一個(gè)很大的列表

fork,vind.items():

printk,'--->',v

更好的方法

fork,vind.iteritems():

printk,'--->',v

iteritems()更好是因?yàn)樗祷亓艘粋€(gè)迭代器。

注意：Python 3已經(jīng)沒有iteritems()了，items()的行為和iteritems()很接近。詳情請(qǐng)看文檔。

用key-value對(duì)構(gòu)建字典

names = ['raymond','rachel','matthew']

colors = ['red','green','blue']

d = dict(izip(names,colors))

# {'matthew': 'blue', 'rachel': 'green', 'raymond': 'red'}

Python 3: d = dict(zip(names, colors))

用字典計(jì)數(shù)

colors = ['red','green','red','blue','green','red']

# 簡(jiǎn)單，基本的計(jì)數(shù)方法。適合初學(xué)者起步時(shí)學(xué)習(xí)。

d = {}

forcolor incolors:

ifcolor notind:

d[color] = 0

d[color] += 1

# {'blue': 1, 'green': 2, 'red': 3}

更好的方法

d = {}

forcolor incolors:

d[color] = d.get(color,0) + 1

# 稍微潮點(diǎn)的方法，但有些坑需要注意，適合熟練的老手。

d = defaultdict(int)

forcolor incolors:

d[color] += 1

用字典分組 — 第I部分和第II部分

names = ['raymond','rachel','matthew','roger',

'betty','melissa','judith','charlie']

# 在這個(gè)例子，我們按name的長(zhǎng)度分組

d = {}

forname innames:

key = len(name)

ifkey notind:

d[key] = []

d[key].append(name)

# {5: ['roger', 'betty'], 6: ['rachel', 'judith'], 7: ['raymond', 'matthew', 'melissa', 'charlie']}

d = {}

forname innames:

key = len(name)

d.setdefault(key,[]).append(name)

更好的方法

d = defaultdict(list)

forname innames:

key = len(name)

d[key].append(name)

字典的popitem()是原子的嗎？

d = {'matthew': 'blue','rachel': 'green','raymond': 'red'}

whiled:

key,value = d.popitem()

print key,'-->',value

popitem是原子的，所以多線程的時(shí)候沒必要用鎖包著它。

連接字典

defaults = {'color': 'red','user': 'guest'}

parser = argparse.ArgumentParser()

parser.add_argument('-u','--user')

parser.add_argument('-c','--color')

namespace = parser.parse_args([])

command_line_args = {k: vfork,vinvars(namespace).items()ifv}

# 下面是通常的作法，默認(rèn)使用第一個(gè)字典，接著用環(huán)境變量覆蓋它，最后用命令行參數(shù)覆蓋它。

# 然而不幸的是，這種方法拷貝數(shù)據(jù)太瘋狂。

d = defaults.copy()

d.update(os.environ)

d.update(command_line_args)

更好的方法

d = ChainMap(command_line_args, os.environ, defaults)

ChainMap在Python 3中加入。高效而優(yōu)雅。

提高可讀性

位置參數(shù)和下標(biāo)很漂亮

但關(guān)鍵字和名稱更好

第一種方法對(duì)計(jì)算機(jī)來說很便利

第二種方法和人類思考方式一致

用關(guān)鍵字參數(shù)提高函數(shù)調(diào)用的可讀性

twitter_search('@obama', False, 20, True)

更好的方法

twitter_search('@obama', retweets=False, numtweets=20, popular=True)

第二種方法稍微(微秒級(jí))慢一點(diǎn)，但為了代碼的可讀性和開發(fā)時(shí)間，值得。

用namedtuple提高多個(gè)返回值的可讀性

# 老的testmod返回值

doctest.testmod()

# (0, 4)

# 測(cè)試結(jié)果是好是壞？你看不出來，因?yàn)榉祷刂挡磺逦?/p>

更好的方法

# 新的testmod返回值, 一個(gè)namedtuple

doctest.testmod()

# TestResults(failed=0, attempted=4)

namedtuple是tuple的子類，所以仍適用正常的元組操作，但它更友好。

創(chuàng)建一個(gè)nametuple

TestResults = namedTuple('TestResults', ['failed', 'attempted'])

unpack序列

p = 'Raymond','Hettinger',0x30,'python@example.com'

# 其它語(yǔ)言的常用方法/習(xí)慣

fname = p[0]

lname = p[1]

age = p[2]

email = p[3]

更好的方法

fname, lname, age, email = p

第二種方法用了unpack元組，更快，可讀性更好。

更新多個(gè)變量的狀態(tài)

def fibonacci(n):

x = 0

y = 1

foriinrange(n):

printx

t = y

y = x + y

x = t

更好的方法

def fibonacci(n):

x,y = 0,1

foriinrange(n):

printx

x,y = y,x + y

第一種方法的問題

x和y是狀態(tài)，狀態(tài)應(yīng)該在一次操作中更新，分幾行的話狀態(tài)會(huì)互相對(duì)不上，這經(jīng)常是bug的源頭。

操作有順序要求

太底層太細(xì)節(jié)

第二種方法抽象層級(jí)更高，沒有操作順序出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)而且更效率更高。

同時(shí)狀態(tài)更新

tmp_x = x + dx *t

tmp_y = y + dy *t

tmp_dx = influence(m,x,y,dx,dy,partial='x')

tmp_dy = influence(m,x,y,dx,dy,partial='y')

x = tmp_x

y = tmp_y

dx = tmp_dx

dy = tmp_dy

更好的方法

x,y,dx,dy = (x + dx *t,

y + dy *t,

influence(m,x,y,dx,dy,partial='x'),

influence(m,x,y,dx,dy,partial='y'))

效率

優(yōu)化的基本原則

除非必要，別無故移動(dòng)數(shù)據(jù)

稍微注意一下用線性的操作取代O(n**2)的操作

總的來說，不要無故移動(dòng)數(shù)據(jù)

連接字符串

names = ['raymond','rachel','matthew','roger',

'betty','melissa','judith','charlie']

s = names[0]

forname innames[1:]:

s += ', ' + name

prints

更好的方法

print ', '.join(names)

更新序列

names = ['raymond','rachel','matthew','roger',

'betty','melissa','judith','charlie']

del names[0]

# 下面的代碼標(biāo)志著你用錯(cuò)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

names.pop(0)

names.insert(0,'mark')

更好的方法

names = deque(['raymond','rachel','matthew','roger',

'betty','melissa','judith','charlie'])

# 用deque更有效率

del names[0]

names.popleft()

names.appendleft('mark')

裝飾器和上下文管理

用于把業(yè)務(wù)和管理的邏輯分開

分解代碼和提高代碼重用性的干凈優(yōu)雅的好工具

起個(gè)好名字很關(guān)鍵

記住蜘蛛俠的格言：能力越大，責(zé)任越大

使用裝飾器分離出管理邏輯

# 混著業(yè)務(wù)和管理邏輯，無法重用

def web_lookup(url,saved={}):

ifurl insaved:

returnsaved[url]

page = urllib.urlopen(url).read()

saved[url] = page

returnpage

更好的方法

@cache

def web_lookup(url):

returnurllib.urlopen(url).read()

注意：Python 3.2開始加入了functools.lru_cache解決這個(gè)問題。

分離臨時(shí)上下文

# 保存舊的，創(chuàng)建新的

old_context = getcontext().copy()

getcontext().prec = 50

print Decimal(355) / Decimal(113)

setcontext(old_context)

更好的方法

with localcontext(Context(prec=50)):

print Decimal(355) / Decimal(113)

譯注：示例代碼在使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)decimal，這個(gè)庫(kù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)好了localcontext。

如何打開關(guān)閉文件

f = open('data.txt')

try:

data = f.read()

finally:

f.close()

更好的方法

with open('data.txt')asf:

data = f.read()

如何使用鎖

# 創(chuàng)建鎖

lock = threading.Lock()

# 使用鎖的老方法

lock.acquire()

try:

print'Critical section 1'

print'Critical section 2'

finally:

lock.release()

更好的方法

# 使用鎖的新方法

with lock:

print'Critical section 1'

print'Critical section 2'

分離出臨時(shí)的上下文

try:

os.remove('somefile.tmp')

except OSError:

pass

更好的方法

with ignored(OSError):

os.remove('somefile.tmp')

ignored是Python 3.4加入的, 文檔。

注意：ignored 實(shí)際上在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)叫suppress(譯注：contextlib.supress).

試試創(chuàng)建你自己的ignored上下文管理器。

@contextmanager

def ignored(*exceptions):

try:

yield

except exceptions:

pass

把它放在你的工具目錄，你也可以忽略異常

譯注：contextmanager在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)contextlib中，通過裝飾生成器函數(shù)，省去用__enter__和__exit__寫上下文管理器。詳情請(qǐng)看文檔。

分離臨時(shí)上下文

# 臨時(shí)把標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到一個(gè)文件，然后再恢復(fù)正常

with open('help.txt','w')asf:

oldstdout = sys.stdout

sys.stdout = f

try:

help(pow)

finally:

sys.stdout = oldstdout

更好的寫法

with open('help.txt','w')asf:

with redirect_stdout(f):

help(pow)

redirect_stdout在Python 3.4加入(譯注：contextlib.redirect_stdout)， bug反饋。

實(shí)現(xiàn)你自己的redirect_stdout上下文管理器。

@contextmanager

def redirect_stdout(fileobj):

oldstdout = sys.stdout

sys.stdout = fileobj

try:

yield fieldobj

finally:

sys.stdout = oldstdout

簡(jiǎn)潔的單句表達(dá)

兩個(gè)沖突的原則：

一行不要有太多邏輯

不要把單一的想法拆分成多個(gè)部分

Raymond的原則：

一行代碼的邏輯等價(jià)于一句自然語(yǔ)言

列表解析和生成器

result = []

foriinrange(10):

s = i ** 2

result.append(s)

print sum(result)

更好的方法

print sum(i**2 for i in xrange(10))

第一種方法說的是你在做什么，第二種方法說的是你想要什么。