python中 ? : 三元表达式的使用介绍

程序员文章站 2022-03-26 17:17:18

...

(1) variable = a if exper else b
(2)variable = (exper and [b] or [c])[0]
(2) variable = exper and b or c

上面三种用法都可以达到目的，类似C语言中 variable = exper ? b : c;即：如果exper表达式的值为true则variable = b，否则，variable = c

例如：

代码如下:

a,b=1,2
max = (a if a > b else b)
max = (a > b and [a] or [b])[0] #list
max = (a > b and a or b)

现在大部分高级语言都支持“?”这个三元运算符(ternary operator)，它对应的表达式如下：condition ? value if true : value if false。很奇怪的是，这么常用的运算符python居然不支持！诚然，我们可以通过if-else语句表达，但是本来一行代码可以完成的非要多行，明显不够简洁。没关系，在python里其实还是有对应的表达方式的。

举个例子：char *ret = (x!=0) ? "True" : "False"这行代码对应的python形式就是ret = (x and "True") or "False"（很简单吧，事实上括号可以去掉）。运行时，python虚拟机会对赋值符右边的布尔表达式(注意这里并非三元表达式)求值，返回值是最后一个被分析到的值。为什么是“最后一个被分析到的”而不是表达式中“最后一个”呢？因为布尔表达式有一个短路效应，比如a or b，如果a为真那么就不会分析b了。嗯，估计现在大家差不多明白了这行python代码的原理了。如果x为真，由于字符串“True”也为真，于是返回"True"，反之，x为假，那么就没必要看字符串"True"了（短路效应），直接返回"False"。

不难看出，三元运算在python中事实上可以通过借用布尔求值表达。然后，有时会有点小问题。举个例子，char *ret = x ? "" or "VAL"。根据前面的例子，我们很自然想到在python里应该这样写，ret = x and "" or "VAL"。错了！不管x的布尔求值是真还是假，ret得到的总是"VAL"。奇怪么?不奇怪，因为在python中对空字符串的布尔求值为false，这样x and ""永远都是false,所以ret得到的自然总是"VAL"了。解决这个问题有两种办法，第一种，也是我喜欢的一种，就是写成ret = not x and "VAL" or ""。第二种，麻烦一点ret=x and [""] or ["VAL"],然后每次取ret[0]作为返回值，这是因为[""]在布尔求值时值为true。

讨论一：第一种方法代码明显要简洁，效率也高，那么还有必要使用第二种么？当然，第一种办法有局限性，只有当我们非常明确其中一个值布尔求值时不可能为false时才能使用。在我们的示例中，由于"VAL"肯定返回true所以可以使用。如果是两个变量呢，像这样ret=x and val1 or val2，你就只能老老实实写成ret=x and [val1] or [val2]，然后取ret[0]作为结果了。因为这行语句所表达的不是“当x为真返回val1，否则返回val2”，而是“当x为真并且val1为真返回val2，否则返回val2”。

讨论二：大家都知道python里有list和tuple，前面这行代码ret=x and [""] or ["VAL"]我们就是通过list解决，有的人可能偏爱tuple，于是就会这样写ret=x and ("") or ("VAL")。错了！这里ret[0]永远都是空字符串(在2.5上测试)。这是我比较faint的一点，为啥[""]为真而("")为假呢？

最后，附上python对典型数值的布尔求值结果，这对我们书写三元运算的等价语句很有用。

输入

布尔求值

代码如下:

>>> 1 if True else 0
1
>>> 1 if False else 0
0
>>> "Fire" if True else "Water"
'Fire'
>>> "Fire" if False else "Water"
'Water'

在编程中我也一直这么用了，直到有一天发现了一个有趣的技巧，那就是and-or技巧，利用条件判断的优先特性来实现三元条件判断，比如P∧Q，在Python中如果P为假，那么Python将不会继续执行Q，而直接判定整个表达式为假（P值），当然如果P为真，那就还要继续执行Q来决定整个表达式值；同样的P∨Q，如果P为真，那么就不会继续执行Q了…

其实很多编程语言在逻辑判断中都应用了这套机制，目前我接触下来的貌似VB/VBScript可能不是这么做的。有了这套机制除了在if判断中提高效率外，我们还可以额外发掘一些有趣的功能，比如下面的PHP代码：

代码如下:

$conn = @mysql_connect(...) or die("Failed")

如果mysql_connect成功的话将会返回resource资源句柄，如果失败的话将会返回False，等等，后面还有个or，也就是失败的话还将会继续执行or后面的die语句，于是输出了错误信息并终止后续代码的执行。

再如下面的JavaScript代码：

代码如下:

function getEvent(e) {
e = e || window.event;
return e;
}

这段代码获取的是event，假如没有给getEvent传入值（即e为undefined），或者e为NULL（两者在JavaScript条件中均代表False），e = e || window.event表达式将会把window.event赋值给e，否则e为Object对象，原表达式会蜕化为e = e赋值，也就是没有改变什么。

好了，扯了这么多，稍稍有些偏题了，下面继续聊Python的and-or技巧，可以这么说，这个技巧也是利用了逻辑判断的特殊性，貌似在真正的三元表达式if else没有出来的时候其就一直在扮演三元表达式的角色，其原型是condition and true_part or false_part，下面举几个例子：

代码如下:

>>> True and 1 or 0
1
>>> False and 1 or 0
0
>>> True and "Fire" or "Water"
'Fire'
>>> False and "Fire" or "Water"
'Water'

但是值得注意的是虽然表面看上去能够正常工作，其实还潜藏有不可知的风险，若我们的true_part本身就是个被Python认定为False的值，这个技巧就不可用了，我们知道空字符串就是这种情况。

代码如下:

>>> True and "" or "Water"
'Water'

上面的表达式其实我们期望返回空字串的，如何解决呢，我在Dive Into Python中找到了解决方案：那就是利用列表特性，因为包含空字符串的列表其表达式值仍然为True，所以我们可以用列表先包装一下，然后等表达式判断完毕后在解包：

代码如下:

>>> a = ""
>>> b = "Water"
>>> (True and [a] or [b])[0]
''

当然为了避免出错，我们可以将其包装为函数：

代码如下:

def iif(condition, true_part, false_part):
return (condition and [true_part] or [false_part])[0]

现在Python已经在语言特性中加入三元条件表达式的支持了，那就是文章一开始介绍的if else写法，所以为了妥善起见，对于三元判断还是用新的if else特性吧，其实Python官方对于加入三元表达式语法也是讨论了很久的，可以参考《PEP 308 — Conditional Expressions》。