Python：What the f*ck Python（下）

github 上有一个名为《what the f*ck python!》的项目，这个有趣的项目意在收集 python 中那些难以理解和反人类直觉的例子以及鲜为人知的功能特性，并尝试讨论这些现象背后真正的原理！
原版地址：
最近，一位名为“暮晨”的贡献者将其翻译成了中文。
中文版地址：

上一篇 python：what the f*ck python（上）

原本每个的标题都是原版中的英文，有些取名比较奇怪，不直观，我换成了可以描述主题的中文形式，有些是自己想的，不足之处请指正。另外一些 python 中的彩蛋被我去掉了。

26. 非英文字符

>>> value = 11
>>> valuе = 32
>>> value
11

什么鬼?
将代码复制到 pycharm 里看一下就明白了。

有些一些非西方字符虽然看起来和英语字母相同，但会被解释器识别为不同的字母。我们基本不会用到。

27. 空间移动

import numpy as np

def energy_send(x):
    # 初始化一个 numpy 数组
    np.array([float(x)])

def energy_receive():
    # 返回一个空的 numpy 数组
    return np.empty((), dtype=np.float).tolist()

output:

>>> energy_send(123.456)
>>> energy_receive()
123.456

说明：
energy_send 函数中创建的 numpy 数组并没有返回，因此内存空间被释放并可以被重新分配。
numpy.empty() 直接返回下一段空闲内存，而不重新初始化。而这个内存点恰好就是刚刚释放的那个（通常情况下，并不绝对）。

28. 不要混用制表符(tab)和空格(space)

tab 是8个空格，而用空格表示则一个缩进是4个空格，混用就会出错。python3 里直接不允许这种行为了，会报错：

taberror: inconsistent use of tabs and spaces in indentation

很多编辑器，例如 pycharm，可以直接设置 tab 表示 4 个空格。

29. 迭代字典时的修改

x = {0: none}

for i in x:
    del x[i]
    x[i+1] = none
    print(i)

output(python 2.7- python 3.5):

0
1
2
3
4
5
6
7

说明：
python 不支持 对字典进行迭代的同时修改它，它之所以运行 8 次，是因为字典会自动扩容以容纳更多键值（译: 应该是因为字典的初始最小值是8, 扩容会导致散列表地址发生变化而中断循环）。
在不同的python实现中删除键的处理方式以及调整大小的时间可能会有所不同，python3.6开始，到5就会扩容。

而在 list 中，这种情况是允许的，list 和 dict 的实现方式是不一样的，list 虽然也有扩容，但 list 的扩容是整体搬迁，并且顺序不变。

list = [1]
j = 0
for i in list:
    print(i)
    list.append(i + 1)

这个代码可以一直运行下去直到 int 越界。但一般不建议在迭代的同时修改 list。

30. __del__

class someclass:
    def __del__(self):
        print("deleted!")

output:

>>> x = someclass()
>>> y = x
>>> del x  # 这里应该会输出 "deleted!"
>>> del y
deleted!

说明：
del x 并不会立刻调用x.__del__()，每当遇到del x，python 会将 x 的引用数减 1，当 x 的引用数减到 0 时就会调用x.__del__()。

我们再加一点变化：

>>> x = someclass()
>>> y = x
>>> del x
>>> y  # 检查一下y是否存在
<__main__.someclass instance at 0x7f98a1a67fc8>
>>> del y # 像之前一样，这里应该会输出 "deleted!"
>>> globals() # 好吧, 并没有。让我们看一下所有的全局变量
deleted!
{'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, 'someclass': <class __main__.someclass at 0x7f98a1a5f668>, '__package__': none, '__name__': '__main__', '__doc__': none}

y.__del__()之所以未被调用，是因为前一条语句（>>> y）对同一对象创建了另一个引用，从而防止在执行del y后对象的引用数变为 0。（这其实是 python 交互解释器的特性，它会自动让_保存上一个表达式输出的值。）
调用globals()导致引用被销毁，因此我们可以看到 "deleted!" 终于被输出了。

31. 迭代列表时删除元素

在 29 中，我附加了一个迭代列表时添加元素的例子，现在来看看迭代列表时删除元素。

list_1 = [1, 2, 3, 4]
list_2 = [1, 2, 3, 4]
list_3 = [1, 2, 3, 4]
list_4 = [1, 2, 3, 4]

for idx, item in enumerate(list_1):
    del item

for idx, item in enumerate(list_2):
    list_2.remove(item)

for idx, item in enumerate(list_3[:]):
    list_3.remove(item)

for idx, item in enumerate(list_4):
    list_4.pop(idx)

output:

>>> list_1
[1, 2, 3, 4]
>>> list_2
[2, 4]
>>> list_3
[]
>>> list_4
[2, 4]

说明：
在迭代时修改对象是一个很愚蠢的主意，正确的做法是迭代对象的副本，list_3[:]就是这么做的。

del、remove、pop 的不同:

• del var_name 只是从本地或全局命名空间中删除了 var_name（这就是为什么 list_1 没有受到影响）。
• remove 会删除第一个匹配到的指定值，而不是特定的索引，如果找不到值则抛出 valueerror 异常。
• pop 则会删除指定索引处的元素并返回它，如果指定了无效的索引则抛出 indexerror 异常。

为什么输出是 [2, 4]?
列表迭代是按索引进行的，所以当我们从list_2或list_4中删除 1 时，列表的内容就变成了[2, 3, 4]。剩余元素会依次位移，也就是说，2的索引会变为 0，3会变为 1。由于下一次迭代将获取索引为 1 的元素（即3）， 因此2将被彻底的跳过。类似的情况会交替发生在列表中的每个元素上。

32. 循环变量泄漏!

①

for x in range(7):
    if x == 6:
        print(x, ': for x inside loop')
print(x, ': x in global')

output:

6 : for x inside loop
6 : x in global

②

# 这次我们先初始化x
x = -1
for x in range(7):
    if x == 6:
        print(x, ': for x inside loop')
print(x, ': x in global')

output:

6 : for x inside loop
6 : x in global

③

x = 1
print([x for x in range(5)])
print(x, ': x in global')

output:

[0, 1, 2, 3, 4]
(4, ': x in global')

output:

[0, 1, 2, 3, 4]
1 : x in global

说明：
在 python 中，for 循环使用所在作用域并在结束后保留定义的循环变量。如果我们曾在全局命名空间中定义过循环变量，它会重新绑定现有变量。
python 2.x 和 python 3.x 解释器在列表推导式示例中的输出差异，在文档 what’s new in python 3.0 中可以找到相关的解释：

"列表推导不再支持句法形式[... for var in item1, item2, ...]。使用[... for var in (item1, item2, ...)]代替。另外注意，列表推导具有不同的语义：它们更接近于list()构造函数中生成器表达式的语法糖，特别是循环控制变量不再泄漏到周围的作用域中。"

简单来说，就是 python2 中，列表推导式依然存在循环控制变量泄露，而 python3 中不存在。

33. 当心默认的可变参数!

def some_func(default_arg=[]):
    default_arg.append("some_string")
    return default_arg

output:

>>> some_func()
['some_string']
>>> some_func()
['some_string', 'some_string']
>>> some_func([])
['some_string']
>>> some_func()
['some_string', 'some_string', 'some_string']

说明：
python 中函数的默认可变参数并不是每次调用该函数时都会被初始化。相反，它们会使用最近分配的值作为默认值。当我们明确的将[]作为参数传递给some_func的时候，就不会使用default_arg的默认值, 所以函数会返回我们所期望的结果。

>>> some_func.__defaults__ # 这里会显示函数的默认参数的值
([],)
>>> some_func()
>>> some_func.__defaults__
(['some_string'],)
>>> some_func()
>>> some_func.__defaults__
(['some_string', 'some_string'],)
>>> some_func([])
>>> some_func.__defaults__
(['some_string', 'some_string'],)

避免可变参数导致的错误的常见做法是将none指定为参数的默认值，然后检查是否有值传给对应的参数。例：

def some_func(default_arg=none):
    if not default_arg:
        default_arg = []
    default_arg.append("some_string")
    return default_arg

34. 捕获异常

这里将的是 python2

some_list = [1, 2, 3]
try:
    # 这里会抛出异常 ``indexerror``
    print(some_list[4])
except indexerror, valueerror:
    print("caught!")

try:
    # 这里会抛出异常 ``valueerror``
    some_list.remove(4)
except indexerror, valueerror:
    print("caught again!")

output:

caught!

valueerror: list.remove(x): x not in list

说明：
如果你想要同时捕获多个不同类型的异常时，你需要将它们用括号包成一个元组作为第一个参数传递。第二个参数是可选名称，如果你提供，它将与被捕获的异常实例绑定。
也就是说，代码原意是捕获indexerror, valueerror两种异常，但在 python2 中，必须写成(indexerror, valueerror)，示例中的写法解析器会将valueerror理解成绑定的异常实例名。
在 python3 中，不会有这种误解，因为必须使用as关键字。

35. +=就地修改

①

a = [1, 2, 3, 4]
b = a
a = a + [5, 6, 7, 8]

output:

>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
>>> b
[1, 2, 3, 4]

②

a = [1, 2, 3, 4]
b = a
a += [5, 6, 7, 8]

output:

>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
>>> b
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

说明：
a += b 并不总是与 a = a + b 表现相同。
表达式 a = a + [5,6,7,8] 会生成一个新列表，并让 a 引用这个新列表，同时保持 b 不变。
表达式 a += [5, 6, 7, 8] 实际上是使用的是 "extend" 函数，就地修改列表，所以 a 和 b 仍然指向已被修改的同一列表。

36. 外部作用域变量

a = 1
def some_func():
    return a

def another_func():
    a += 1
    return a

output:

>>> some_func()
1
>>> another_func()
unboundlocalerror: local variable 'a' referenced before assignment

说明：
当在函数中引用外部作用域的变量时，如果不对这个变量进行修改，则可以直接引用，如果要对其进行修改，则必须使用 global 关键字，否则解析器将认为这个变量是局部变量，而做修改之前并没有定义它，所以会报错。

def another_func()
    global a
    a += 1
    return a

output:

>>> another_func()
2

37. 小心链式操作

>>> (false == false) in [false] # 可以理解
false
>>> false == (false in [false]) # 可以理解
false
>>> false == false in [false] # 为毛?
true

>>> true is false == false
false
>>> false is false is false
true

>>> 1 > 0 < 1
true
>>> (1 > 0) < 1
false
>>> 1 > (0 < 1)
false

根据

形式上，如果 a, b, c, ..., y, z 是表达式，而 op1, op2, ..., opn 是比较运算符，那么 a op1 b op2 c ... y opn z 就等于 a op1 b and b op2 c and ... y opn z，除了每个表达式最多被评估一次。

• false == false in [false]就相当于false == false and false in [false]
• 1 > 0 < 1就相当于1 > 0 and 0 < 1

虽然上面的例子似乎很愚蠢, 但是像 a == b == c 或 0 <= x <= 100 就很棒了。

38. 忽略类作用域的名称解析

① 生成器表达式

x = 5
class someclass:
    x = 17
    y = (x for i in range(10))

output:

>>> list(someclass.y)
[5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5]

② 列表推导式

x = 5
class someclass:
    x = 17
    y = [x for i in range(10)]

output(python 2.x):

>>> someclass.y
[17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17, 17]

output(python 3.x):

>>> someclass.y
[5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5]

说明：

• 类定义中嵌套的作用域会忽略类内的名称绑定。
• 生成器表达式有它自己的作用域。
• 从 python 3 开始，列表推导式也有自己的作用域。

39. 元组

①

x, y = (0, 1) if true else none, none

output:

>>> x, y  # 期望的结果是 (0, 1)
((0, 1), none)

②

t = ('one', 'two')
for i in t:
    print(i)

t = ('one')
for i in t:
    print(i)

t = ()
print(t)

output:

one
two
o
n
e
tuple()

说明：
对于 1，正确的语句是 x, y = (0, 1) if true else (none, none)。
对于 2，正确的语句是 t = ('one',) 或者 t = 'one', (缺少逗号) 否则解释器会认为 t 是一个字符串，并逐个字符对其进行迭代。
() 是一个特殊的标记，表示空元组。

40. else

① 循环末尾的 else

def does_exists_num(l, to_find):
    for num in l:
        if num == to_find:
            print("exists!")
            break
    else:
        print("does not exist")

output:

>>> some_list = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> does_exists_num(some_list, 4)
exists!
>>> does_exists_num(some_list, -1)
does not exist

② try 末尾的 else

try:
    pass
except:
    print("exception occurred!!!")
else:
    print("try block executed successfully...")

output:

try block executed successfully...

说明：
循环后的 else 子句只会在循环执行完成（没有触发 break、return 语句）的情况下才会执行。
try 之后的 else 子句也被称为 "完成子句"，因为在 try 语句中到达 else 子句意味着 try 块实际上已成功完成。

41. 名称改写

class yo(object):
    def __init__(self):
        self.__honey = true
        self.bitch = true

output:

>>> yo().bitch
true
>>> yo().__honey
attributeerror: 'yo' object has no attribute '__honey'
>>> yo()._yo__honey
true

说明：
python 中不能像 java 那样使用 private 修饰符创建私有属性。但是，解释器会通过给类中以 _（双下划线）开头且结尾最多只有一个下划线的类成员名称加上 类名 来修饰。这能避免子类意外覆盖父类的“私有”属性。

举个例子：有人编写了一个名为 dog 的类，这个类的内部用到了 mood 实例属性，但是没有将其开放。现在，你创建了 dog 类的子类 beagle，如果你在毫不知情的情况下又创建了一个 mood 实例属性，那么在继承的方法中就会把 dog 类的 mood 属性覆盖掉。

为了避免这种情况，python 会将 __mood 变成 _dog__mood，而对于 beagle 类来说，会变成 _beagle__mood。这个语言特性就叫名称改写（name mangling）。

42. +=更快

>>> timeit.timeit("s1 = s1 + s2 + s3", setup="s1 = ' ' * 100000; s2 = ' ' * 100000; s3 = ' ' * 100000", number=100)
0.25748300552368164
# 用 "+=" 连接三个字符串:
>>> timeit.timeit("s1 += s2 + s3", setup="s1 = ' ' * 100000; s2 = ' ' * 100000; s3 = ' ' * 100000", number=100)
0.012188911437988281

说明：
连接两个以上的字符串时 += 比 + 更快，因为在计算过程中第一个字符串（例如, s1 += s2 + s3 中的 s1）不会被销毁。（就是 += 执行的是追加操作，少了一个销毁新建的动作。）