Python 2.7終結于7個月后，這是你需要了解的3.X炫酷新特性
許多人在了解到 Python 2.7 即將停止維護后，都開始將他們的 Python 版本從 2 切換到 3。截止到 5 月 19 號上午 10 點，Python 2.7 將終結于...
在這一段時間中，很多優秀開源項目與庫已經停止了對 2.7 的支持。例如到今年 1 月份，NumPy 將停止支持 Python 2;到今年年末，Ipython、Cython 和 Pandas 等等都將陸續停止支持 Python 2。
雖然我們都往 3.X 遷移，但許多人編寫的 Python 3 代碼仍然看起來像 Python 2 一樣，只不過加入了一些括號或改了些 API。在本文中，作者將展示一些令人激動的 Python 3.X 新特性。這些特性或方法都是 Python 3 各個版本中新加的，它們相比傳統的 Python 方法，更容易解決實踐中的一些問題。
所有的示例都是在 Python 3.7 的環境下編寫的，每個特性示例都給出了其正常工作所需的***的 Python 版本。
格式化字符串 f-string(*** Python 版本為 3.6)
在任何的編程語言中，不使用字符串都是寸步難行的。而為了保持思路清晰，你會希望有一種結構化的方法來處理字符串。大多數使用 Python 的人會偏向于使用「format」方法。
- user = "Jane Doe"
- action = "buy"
- log_message = 'User {} has logged in and did an action {}.'.format(
- user,
- action
- )
- print(log_message)
- # User Jane Doe has logged in and did an action buy.
除了「format」，Python 3 還提供了一種通過「f-string」進行字符串插入的靈活方法。使用「f-string」編寫的與上面功能相同的代碼是這樣的：
- user = "Jane Doe"
- action = "buy"
- log_message = f'User {user} has logged in and did an action {action}.'
- print(log_message)
- # User Jane Doe has logged in and did
相比于常見的字符串格式符 %s 或 format 方法，f-strings 直接在占位符中插入變量顯得更加方便，也更好理解。
路徑管理庫 Pathlib(*** Python 版本為 3.4)
f-string 非常強大，但是有些像文件路徑這樣的字符串有他們自己的庫，這些庫使得對它們的操作更加容易。Python 3 提供了一種處理文件路徑的抽象庫「pathlib」。如果你不知道為什么應該使用 pathlib，請參閱下面這篇 Trey Hunner 編寫的炒雞棒的博文：
「https://treyhunner.com/2018/12/why-you-should-be-using-pathlib/」
- from pathlib import Path
- root = Path('post_sub_folder')
- print(root)
- # post_sub_folder
- path = root / 'happy_user'
- # Make the path absolute
- print(path.resolve())
- # /home/weenkus/Workspace/Projects/DataWhatNow-Codes/how_your_python3_should_look_like/post_sub_folder/happy_user
如上所示，我們可以直接對路徑的字符串進行「/」操作，并在絕對與相對地址間做轉換。
類型提示 Type hinting(*** Python 版本為 3.5)
靜態和動態類型是軟件工程中一個熱門的話題，幾乎每個人 對此有自己的看法。讀者應該自己決定何時應該編寫何種類型，因此你至少需要知道 Python 3 是支持類型提示的。
- def sentence_has_animal(sentence: str) -> bool:
- return "animal" in sentence
- sentence_has_animal("Donald had a farm without animals")
- # True
枚舉(*** Python 版本為 3.4)
Python 3 支持通過「Enum」類編寫枚舉的簡單方法。枚舉是一種封裝常量列表的便捷方法，因此這些列表不會在結構性不強的情況下隨機分布在代碼中。
- from enum import Enum, auto
- class Monster(Enum):
- ZOMBIE = auto()
- WARRIOR = auto()
- BEAR = auto()
- print(Monster.ZOMBIE)
- # Monster.ZOMBIE
枚舉是符號名稱(成員)的集合，這些符號名稱與唯一的常量值綁定在一起。在枚舉中，可以通過標識對成員進行比較操作，枚舉本身也可以被遍歷。
參考：https://docs.python.org/3/library/enum.html
- for monster in Monster:
- print(monster)
- # Monster.ZOMBIE
- # Monster.WARRIOR
- # Monster.BEAR
原生 LRU 緩存(*** Python 版本為 3.2)
目前，幾乎所有層面上的軟件和硬件中都需要緩存。Python 3 將 LRU(最近最少使用算法)緩存作為一個名為「lru_cache」的裝飾器，使得對緩存的使用非常簡單。
下面是一個簡單的斐波那契函數，我們知道使用緩存將有助于該函數的計算，因為它會通過遞歸多次執行相同的工作。
- import time
- def fib(number: int) -> int:
- if number == 0: return 0
- if number == 1: return 1
- return fib(number-1) + fib(number-2)
- start = time.time()
- fib(40)
- print(f'Duration: {time.time() - start}s')
- # Duration: 30.684099674224854s
現在，我們可以使用「lru_cache」來優化它(這種優化技術被稱為「memoization」)。通過這種優化，我們將執行時間從幾秒降低到了幾納秒。
- from functools import lru_cache
- @lru_cache(maxsize=512)
- def fib_memoization(number: int) -> int:
- if number == 0: return 0
- if number == 1: return 1
- return fib_memoization(number-1) + fib_memoization(number-2)
- start = time.time()
- fib_memoization(40)
- print(f'Duration: {time.time() - start}s')
- # Duration: 6.866455078125e-05s
擴展的可迭代對象解包(*** Python 版本為 3.0)
對于這個特性，代碼就說明了一切。
參考：https://www.python.org/dev/peps/pep-3132/
- head, *body, tail = range(5)
- print(head, body, tail)
- # 0 [1, 2, 3] 4
- py, filename, *cmds = "python3.7 script.py -n 5 -l 15".split()
- print(py)
- print(filename)
- print(cmds)
- # python3.7
- # script.py
- # ['-n', '5', '-l', '15']
- first, _, third, *_ = range(10)
- print(first, third)
- # 0 2
Data class 裝飾器(*** Python 版本為 3.7)
Python 3 引入了「data class」，它們沒有太多的限制，可以用來減少對樣板代碼的使用，因為裝飾器會自動生成諸如「__init__()」和「__repr()__」這樣的特殊方法。在官方的文檔中，它們被描述為「帶有缺省值的可變命名元組」。
- class Armor:
- def __init__(self, armor: float, description: str, level: int = 1):
- self.armor = armor
- self.level = level
- self.description = description
- def power(self) -> float:
- return self.armor * self.level
- armor = Armor(5.2, "Common armor.", 2)
- armor.power()
- # 10.4
- print(armor)
- # <__main__.Armor object at 0x7fc4800e2cf8
使用「Data class」實現相同的 Armor 類。
- from dataclasses import dataclass
- @dataclass
- class Armor:
- armor: float
- description: str
- level: int = 1
- def power(self) -> float:
- return self.armor * self.level
- armor = Armor(5.2, "Common armor.", 2)
- armor.power()
- # 10.4
- print(armor)
- # Armor(armor=5.2, description='Common armor.', level=2)
隱式命名空間包(*** Python 版本為 3.3)
一種組織 Python 代碼文件的方式是將它們封裝在程序包中(包含一個「__init__.py」的文件夾)。下面是官方文檔提供的示例。
- sound/ Top-level package
- __init__.py Initialize the sound package
- formats/ Subpackage for file format conversions
- __init__.py
- wavread.py
- wavwrite.py
- aiffread.py
- aiffwrite.py
- auread.py
- auwrite.py
- ...
- effects/ Subpackage for sound effects
- __init__.py
- echo.py
- surround.py
- reverse.py
- ...
- filters/ Subpackage for filters
- __init__.py
- equalizer.py
- vocoder.py
- karaoke.py
- ...
在 Python 2 中，上面每個文件夾都必須包含將文件夾轉化為 Python 程序包的「__init__.py」文件。在 Python 3 中，隨著隱式命名空間包的引入，這些文件不再是必須的了。
- sound/ Top-level package
- __init__.py Initialize the sound package
- formats/ Subpackage for file format conversions
- wavread.py
- wavwrite.py
- aiffread.py
- aiffwrite.py
- auread.py
- auwrite.py
- ...
- effects/ Subpackage for sound effects
- echo.py
- surround.py
- reverse.py
- ...
- filters/ Subpackage for filters
- equalizer.py
- vocoder.py
- karaoke.py
- ...
正如有些人說的那樣，這項工作并沒有像這篇文章說的那么簡單，官方文檔「PEP 420 Specification」指出，常規的程序包仍然需要「__init__.py」，把它從一個文件夾中刪除會將該文件夾變成一個本地命名空間包，這會帶來一些額外的限制。本地命名空間包的官方文檔給出了一個很好的示例，并且明確指出了所有的限制。
結語
和網上幾乎所有的技術列表一樣，本文給出的列表也并不完整。希望這篇文章至少向你展示了一些以前不知道的 Python 3 功能，它將幫助你編寫出更加干凈、 直觀的代碼。
***，本文中給出的所有代碼都可以在作者的 GitHub 上找到：
https://github.com/Weenkus/DataWhatNow-Codes/blob/master/things_you_are_probably_not_using_in_python_3_but_should/python%203%20examples.ipynb
原文鏈接：https://datawhatnow.com/things-you-are-probably-not-using-in-python-3-but-should/
【本文是51CTO專欄機構“機器之心”的原創譯文，微信公眾號“機器之心( id: almosthuman2014)”】
