Python 十大裝 X 語法(二)

接着上一篇Python 十大裝 X 語法(一)

  1. 列表索引的各種騷操作
    Python 引入負整數作爲數組的索引,這絕對是喜大普奔之舉。想想看,在 C/C++ 中,想要數組最後一個元素,得先取得數組長度,減一之後做索引,嚴重影響了思維的連貫性。Python 語言之所以獲得成功,我個人覺得,在諸多因素裏面,列表操作的便捷性是不容忽視的一點。請看:
>>> 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,這些你都很熟悉,也經常用,那麼接下來這個用法,你一定會感覺很神奇:

>>> 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]
  1. lambda 函數
    lambda 聽起來很高大上,其實就是匿名函數(瞭解 js 的同學一定很熟悉匿名函數)。匿名函數的應用場景是什麼呢?就是僅在定義匿名函數的地方使用這個函數,其他地方用不到,所以就不需要給它取個阿貓阿狗之類的名字了。下面是一個求和的匿名函數,輸入參數有兩個,x 和 y,函數體就是 x+y,省略了 return 關鍵字。
>>> lambda x,y: x+y
<function <lambda> at 0x000001B2DE5BD598>
>>> (lambda x,y: x+y)(3,4) # 因爲匿名函數沒有名字,使用的時候要用括號把它包起來

匿名函數一般不會單獨使用,而是配合其他方法,爲其他方法提供內置的算法或判斷條件。比如,使用排序函數 sorted 對多維數組或者字典排序時,就可以指定排序規則。

>>> 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}]

再舉一個數組元素求平方的例子,這次用 map 函數:

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

1, 4, 9, 
  1. yield 以及生成器和迭代器
    yield 這詞兒,真不好翻譯,翻詞典也沒用。我乾脆就讀作“一愛得”,算是外來詞彙吧。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,我還是說白話吧。

話說 py2 時代,range()返回的是 list,但如果 range(10000000) 的話,會消耗大量內存資源,所以,py2 又搞了一個 xrange()來解決這個問題。py3 則只保留了 xrange(),但寫作 range()。xrange() 返回的就是一個迭代器,它可以像 list 那樣被遍歷,但又不佔用多少內存。generator(生成器)是一種特殊的迭代器,只能被遍歷一次,遍歷結束,就自動消失了。總之,不管是迭代器還是生成器,都是爲了避免使用 list,從而節省內存。那麼,如何得到迭代器和生成器呢?

python 內置了迭代函數 iter,用於生成迭代器,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 則是用於構造生成器的。比如,我們要寫一個函數,返回從 0 到某正整數的所有整數的平方,傳統的代碼寫法是這樣的:

>>> 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]

但是如果計算 1 億以內的所有整數的平方,這個函數的內存開銷會非常大,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, 

  1. 裝飾器
    剛弄明白迭代器和生成器,這又來個裝飾器,Python 咋這麼多器呢?的確,Python 爲我們提供了很多的武器,裝飾器就是最有力的武器之一。裝飾器很強大,我在這裏嘗試從需求的角度,用一個簡單的例子,說明裝飾器的使用方法和製造工藝。

假如我們需要定義很多個函數,在每個函數運行的時候要顯示這個函數的運行時長,解決方案有很多。比如,可以在調用每個函數之前讀一下時間戳,每個函數運行結束後再讀一下時間戳,求差即可;也可以在每個函數體內的開始和結束位置上讀時間戳,最後求差。不過,這兩個方法,都沒有使用裝飾器那麼簡單、優雅。下面的例子,很好地展示了這一點。

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

>>> @timer
def do_something(delay):
	print('函數do_something開始')
	time.sleep(delay)
	print('函數do_something結束')

	
>>> do_something(3)
函數do_something開始
函數do_something結束
耗時3.077

timer()是我們定義的裝飾器函數,使用 @把它附加在任何一個函數(比如 do_something)定義之前,就等於把新定義的函數,當成了裝飾器函數的輸入參數。運行 do_something() 函數,可以理解爲執行了 timer(do_something) 。細節雖然複雜,不過這麼理解不會偏差太大,且更易於把握裝飾器的製造和使用。

  1. 巧用斷言 assert
    所謂斷言,就是聲明表達式的布爾值必須爲真的判定,否則將觸發 AssertionError 異常。嚴格來講,assert 是調試手段,不宜使用在生產環境中,但這不影響我們用斷言來實現一些特定功能,比如,輸入參數的格式、類型驗證等。
>>> def i_want_to_sleep(delay):
	assert(isinstance(delay, (int,float))), '函數參數必須爲整數或浮點數'
	print('開始睡覺')
	time.sleep(delay)
	print('睡醒了')

	
>>> i_want_to_sleep(1.1)
開始睡覺
睡醒了
>>> i_want_to_sleep(2)
開始睡覺
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))), '函數參數必須爲整數或浮點數'
AssertionError: 函數參數必須爲整數或浮點數

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