Python 3000字编程风格指南

今天讨论 Python 编程风格,如何写出更加Pythonic的代码是本篇讨论的话题。

基本目录结构:

  • 1 基本编程习惯
  • 1.1 多余的空格
  • 1.2 是否为 None 判断
  • 1.3 lamda 表达式
  • 1.4 最小化受保护代码
  • 1.5 保持逻辑完整性
  • 1.6 使用语义更加明确的方法
  • 2 EAFP 防御编程风格
  • 3 LBYL 防御编程风格
  • 3.1 程序每次运行都要检查
  • 3.2 很难一次考虑所有可能异常
  • 3.3 代码的可读性下降

1 基本编程习惯

Python代码的编程习惯主要参考PEP8:

https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/

里面主要包括如每行代码长度不超过80,函数间空一行等。同时,我们可以使用一些好用的小工具辅助我们写出更加符合习惯的Python代码,如flake8等小插件。

结合以上这些参考资料和工具,我们这篇专题总结就不会过多去讲语法相关的格式化。而是更多精力放在一些典型的、常用的对比分析上,告诉大家常用的代码书写习惯,哪些写法不够符合习惯等。

Python 3000字编程风格指南

1.1 多余的空格

以下函数赋值符合习惯:

foo(a, b=0, {'a':1,'b':2}, (10,)) 

但是,下面出现的多余空格都不符合习惯:

# 这些空格都是多余的 
foo ( a, b = 0, { 'a':1, 'b':2 }, (10, )) 

下面代码,有空格又更符合习惯:

i += 1 
num = num**2 + 1 
def foo(nums: List) 

尤其容易忽略的一个空格,增加函数元信息时要有一个空格:

def foo(nums: list): # 此处根据官方建议nums: list间要留有一个空格 
pass 

1.2 是否为 None 判断

判断某个对象是否为None,下面符合习惯:

if arr is None: 
pass 
 
if arr is not None: 
pass 

下面写法不符合习惯,一般很少见:

if arr == None: 
pass 

特别的,对于list,tuple,set,dict,str等对象,使用下面方法判断是否为None更加符合习惯:

if not arr: #为 None 时,满足条件 
pass 
 
if arr: # 不为 None 时,满足条件 
pass 

1.3 lamda 表达式

lambda 表达式适合一些key参数赋值等,一般不习惯这么写:

f = lambda i: i&1 

下面写法更加符合习惯:

def is_odd(i): return i&1 

1.4 最小化受保护代码

要想代码更健壮,我们一般都做防御性的工作,最小化受保护的代码更加符合习惯,如下为了防御键不存在问题,加一个try:

try: 
val = d['c'] 
except KeyError: 
print('c' not existence) 

上面写法是合理的,但是下面代码在捕获KeyError时,又嵌套一个函数是不符合习惯的:

try: 
val = foo(d['c']) # 这样写也会捕获foo函数中的KeyError异常 
except KeyError: 
print('c' not existence) 

这样写也会捕获foo函数中的KeyError异常,不符合习惯。

1.5 保持逻辑完整性

根据官方指南,只有if逻辑return,而忽视可能的x为负时的else逻辑,不可取:

def foo(x): 
if x >= 0: 
return math.sqrt(x) 

建议写法:

def foo(x): 
if x >= 0: 
return math.sqrt(x) 
else: 
return None 

或者这样写:

def foo(x): 
if x < 0: 
return None 
return math.sqrt(x) 

所以,不要为了刻意追求代码行数最少,而忽视使用习惯。

1.6 使用语义更加明确的方法

判断字符串是否以ize结尾时,不建议这样写:

if s[-3:] == 'ize': 
print('ends ize') 

使用字符串的endswith方法判断是否以什么字符串结尾,显然可读性更好:

if s.endswith('ize'): 
print('ends ize') 

以上这些只要平时多加注意,理解起来不是问题。其实除了PEP8指定的这些代码编写习惯外,还有一种与代码健壮性息息相关的编程风格,今天重点介绍这方面的编程习惯。

2 EAFP 防御编程风格

为了提升代码的健壮性,我们要做防御性编程,Python中的try和except就是主要用来做这个:

d = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]} 
 
try: 
val = d['c'] 
except KeyError: 
print('key not existence') 

try块中代码是受保护的,如果键不存在,except捕获到KeyError异常,并处理这个异常信息。

而下面的代码,一旦从字典中获取不存在的键,如果没有任何try保护,则程序直接中断在这里,表现出来的现象就是app直接挂掉或闪退,这显然非常不友好。

d = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]} 
val = d['c'] 

再举一个try和except使用的例子,如果目录已存在则触发OSError异常,并通过except捕获到然后在块里面做一些异常处理逻辑。

import os 
try: 
os.makedirs(path) 
except OSError as exception: 
if exception.errno != errno.EEXIST: 
raise # PermissionError 等异常 
else: 
# path 目录已存在 

以上这种使用try和except的防御性编程风格,在Python中有一个比较抽象的名字:EAFP

它的全称为:

  • Easier to Ask for Forgiveness than Permission.

没必要纠结上面这句话的哲学含义。

知道在编程方面的指代意义就行:首先相信程序会正确执行,然后如果出错了我们再处理错误。

使用try和except这种防御风格,优点明显,try里只写我们的业务逻辑,except里写异常处理逻辑,几乎无多余代码,Python指南里也提倡使用这种风格。

但是任何事物都有两面性,这种写法也不例外。那么,EAFP防御风格有何问题呢?它主要会带来一些我们不想出现的副作用。

举一个例子,如下try块里的逻辑:出现某种情况修改磁盘的csv文件里的某个值,这些逻辑都顺利完成,但是走到下面这句代码时程序出现异常,进而被except捕获,然后做一些异常处理:

try: 
if condition: 
revise_csv # 已经污染csv文件 
 
do_something # 触发异常 
except Exception: 
handle_exception 

由于try块里的逻辑分为两步执行,它们不是一个原子操作,所以首先修改了csv文件,但是do_something却出现异常,导致污染csv文件。

其实,除了以上EAFP防御性编程风格外,还有一种编程风格与它截然不同,它虽然能很好的解决EAFP的副作用,但是缺点更加明显,所以Python中不太提倡大量的使用此种风格。

3 LBYL 防御编程风格

再介绍另一种编程风格:LBYL

它的特点:指在执行正常的业务逻辑前做好各种可能出错检查,需要写一个又一个的if和else逻辑。

如EAFP风格的代码:

d = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]} 
 
try: 
val = d['c'] 
except KeyError: 
print('key not existence') 

使用LBYL来写就是如下这样:

if 'c' in d: 
val = d['c'] 
else: 
print('key not existence') 

EAFP风格的代码如下:

import os 
try: 
os.makedirs(path) 
except OSError as exception: 
if exception.errno != errno.EEXIST: 
raise # PermissionError 等异常 
else: 
# path 目录已存在 

使用LBYL来写就是如下这样:

import os 
 
if not os.path.isdir(path): 
print('不是一个合法路径') 
 
else: 
if not os.path.exists(path): 
os.makedirs(path) 
else: 
print('路径已存在') 

通过以上两个例子,大家可以看出LBYL风格和EAFP风格迥异。

LBYL的代码if和else较多,这种风格会有以下缺点。

3.1 程序每次运行都要检查

程序每次运行都要检查,不管程序是不是真的会触发这些异常。

if 'c' in d: # 每次必做检查 
val = d['c'] 
 
if not os.path.isdir(path): # 每次必做检查 
print('不是一个合法路径') 
 
else: 
if not os.path.exists(path): # 每次必做检查 
os.makedirs(path) 
else: 
print('路径已存在') 

3.2 很难一次考虑所有可能异常

很难一次性考虑到所有可能的异常,更让人头疼的事情是,一旦遗漏某些异常情况,错误经常不在出现的地方,而在很外层的一个调用处。这就会导致我们花很多时间调试才能找到最终出错的地方。

def f1 
if con1: 
# do1 
if con2: 
# do2 
# 但是遗漏了情况3,未在f1函数中报异常 

3.3 代码的可读性下降

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