Python会遇见的几个常见错误及解决办法

Python是一种解释性、面向对象并具有动态语义的高级程序语言。它内建了高级的数据结构，结合了动态类型和动态绑定的优点，这使得它在快速应用开发中非常有吸引力，并且可作为脚本或胶水语言来连接现有的组件或服务。Python支持模块和包，从而鼓励了程序的模块化和代码重用。

关于这篇文章

Python简单易学的语法可能会使Python开发者–尤其是那些编程的初学者–忽视了它的一些微妙的地方并低估了这门语言的能力。

有鉴于此，本文列出了一个“10强”名单，枚举了甚至是高级Python开发人员有时也难以捕捉的错误。

常见错误 1: 滥用表达式作为函数参数的默认值

Python允许为函数的参数提供默认的可选值。尽管这是语言的一大特色，但是它可能会导致一些易变默认值的混乱。例如，看一下这个Python函数的定义：

>>> def foo(bar=[]):
        bar.append("baz")
        return bar
>>> foo()

一个常见的错误是认为在函数每次不提供可选参数调用时可选参数将设置为默认指定值。在上面的代码中，例如，人们可能会希望反复（即不明确指定bar参数）地调用foo()时总返回’baz’，由于每次foo()调用时都假定（不设定bar参数）bar被设置为[]（即一个空列表）。

但是让我们看一下这样做时究竟会发生什么：

['baz']
>>> foo()
['baz', 'baz']
>>> foo()
['baz', 'baz', 'baz']

耶？为什么每次foo()调用时都要把默认值”baz”追加到现有列表中而不是创建一个新的列表呢？

答案是函数参数的默认值只会评估使用一次—在函数定义的时候。因此，bar参数在初始化时为其默认值（即一个空列表），即foo()首次定义的时候，但当调用foo()时（即，不指定bar参数时）将继续使用bar原本已经初始化的参数。

下面是一个常见的解决方法：

>>> def foo(bar=None):
        if bar is None:        # or if not bar:
            bar = []
        bar.append("baz")
        return bar
>>> foo()
['baz']
>>> foo()
['baz']
>>> foo()
['baz']

常见错误 2: 错误地使用类变量

考虑一下下面的例子：

>>> class A(object):
        x = 1  
>>> class B(A):
        pass
>>> class C(A):
        pass
>>> print(A.x, B.x, C.x)
1 1 1
>>> B.x = 2
>>> print(A.x, B.x, C.x)
1 2 1
>>> A.x = 3
>>> print(A.x, B.x, C.x)
3 2 3

我们只改了A.x，为什么C.x也改了?

在Python中，类变量在内部当做字典来处理，其遵循常被引用的方法解析顺序（MRO）。所以在上面的代码中，由于class C中的x属性没有找到，它会向上找它的基类（尽管Python支持多重继承，但上面的例子中只有A）。换句话说，class C中没有它自己的x属性，其独立于A。因此，C.x事实上是A.x的引用。

常见错误 3: 为 except 指定错误的参数

假设你有如下一段代码：

>>> 
try:
    l = ["a", "b"]
    int(l[2])
except(ValueError, IndexError) as e:  # To catch both exceptions, right?
    pass

在一个except语句中捕获多个异常的正确做法是将第一个参数指定为一个含有所有要捕获异常的元组。并且，为了代码的可移植性，要使用as关键词，因为Python 2 和Python 3都支持这种语法：

常见错误 4: 不理解Python的作用域

Python是基于 LEGB 来进行作用于解析的, LEGB 是 Local, Enclosing, Global, Built-in 的缩写。看起来“见文知意”，对吗？实际上，在Python中还有一些需要注意的地方，先看下面一段代码：

x = 10
def foo():
    x += 1
    print(x)
foo()

Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
    foo()
  File "", line 2, in foo
    x += 1
UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment#61>#62>

局部变量 x 没有初始值，外部变量 x 不能引入到内部。

看看列表操作情况：

>>> lst = [1,2,3]   # 给列表lst赋值
>>> lst.append(4)   # lst后边append一个元素4
>>> lst
[1, 2, 3, 4]
>>> lst += [5]      # 两个列表合并
>>> lst
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> 
def foo1():
    lst.append(6)   # 函数会查找外部的lst列表
>>> foo1()
>>> lst
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> 
def foo2():
    lst += [6]      # 合并列表时，不会查找外部列表，让人有些不可思议吧
>>> foo2()
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
    foo2()
  File "", line 2, in foo2
    lst += [6]
UnboundLocalError: local variable 'lst' referenced before assignment#81>#82>

原因和之前那个例子的一样，不过更加令人难以捉摸。foo1 没有对 lst 进行赋值操作，而 foo2 做了。要知道， lst += [5] 是 lst = lst + [5] 的缩写，我们试图对 lst 进行赋值操作（Python把他当成了局部变量）。此外，我们对 lst 进行的赋值操作是基于 lst 自身（这再一次被Python当成了局部变量），但此时还未定义。因此出错！

常见错误 5：当迭代时修改一个列表（List）

下面代码中的问题应该是相当明显的：

odd = lambda x : bool(x % 2)      # 定义函数 lambda 返回2的余数
numbers = [n for n in range(10)]  # 定义0,1,2,3,4,5,6,7,8,9的列表
for i in range(len(numbers)):     # 按列表循环
    if odd(numbers[i]):           # 如果不能被2整除，即取余数为1
        del numbers[i]            # 删除列表指定的元素，BAD: Deleting item from a list while iterating over it  

错误：在遍历列表时从列表中删除项

首先列表时可以删除指定元素的，

例如：

>>> n1 = [1,2,3,4]
>>> del n1[2]
>>> n1
[1, 2, 4]

但是当迭代的时候，从一个 列表 （List）或者数组中删除元素，对于任何有经验的开发者来说，这是一个众所周知的错误。尽管上面的例子非常明显，但是许多高级开发者在更复杂的代码中也并非是故意而为之的。

幸运的是，Python包含大量简洁优雅的编程范例，若使用得当，能大大简化和精炼代码。这样的好处是能得到更简化和更精简的代码，能更好的避免程序中出现当迭代时修改一个列表（List）这样的bug。一个这样的范例是递推式列表（list comprehensions）。而且，递推式列表（list comprehensions）针对这个问题是特别有用的，通过更改上文中的实现，得到一段极佳的代码：

>>> odd = lambda x : bool(x % 2)  
>>> numbers = [n for n in range(10)]  
>>> numbers[:] = [n for n in numbers if not odd(n)]  # ahh, the beauty of it all，重新赋值了一个列表
>>> numbers  
[0, 2, 4, 6, 8]

常见错误 6: 不明白Python在闭包中是如何绑定变量的

看下面这个例子：

>>> 
def create_multipliers():  
    return [lambda x : i * x for i in range(5)]  
>>> 
for multiplier in create_multipliers():  
    print(multiplier(2))
8
8
8
8
8

这之所以会发生是由于Python中的“后期绑定”行为——闭包中用到的变量只有在函数被调用的时候才会被赋值。所以，在上面的代码中，任何时候，当返回的函数被调用时，Python会在该函数被调用时的作用域中查找 i 对应的值（这时，循环已经结束，所以 i 被赋上了最终的值——4）。

解决的方法有一点hack的味道：

>>> 
def create_multipliers():
    return [lambda x, i=i : i * x for i in range(5)]
>>> 
for multiplier in create_multipliers():
    print(multiplier(2))
0
2
4
6
8

在这里，我们利用了默认参数来生成一个匿名的函数以便实现我们想要的结果。有人说这个方法很巧妙，有人说它难以理解，还有人讨厌这种做法。但是，如果你是一个 Python 开发者，理解这种行为很重要。

常见错误 7: 创建循环依赖模块

让我们假设你有两个文件，a.py 和 b.py，他们之间相互引用，如下所示：

a.py:

import b  
def f():  
    return b.x    
print(f())

b.py:

import a  
x = 1 
def g():  
    print(a.f())

注意将a.py和b.py放在安装文件夹中

>>> import a
1

可以正常工作。这也许是你感到很奇怪。毕竟，我们确实在这里引入了一个循环依赖的模块，我们推测这样会出问题的，不是吗？

答案就是在Python中，仅仅引入一个循环依赖的模块是没有问题的。如果一个模块已经被引入了，Python并不会去再次引入它。但是，根据每个模块要访问其他模块中的函数和变量位置的不同，就很可能会遇到问题。

所以，回到我们这个例子，当我们引入 a.py 时，再引入 b.py 不会产生任何问题，因为当引入的时候，b.py 不需要 a.py 中定义任何东西。b.py 中唯一引用 a.py 中的东西是调用 a.f()。 但是那个调用是发生在g() 中的，并且 a.py 和 b.py 中都没有调用 g()。所以运行正常。

但是，如果我们尝试去引入b.py 会发生什么呢？（在这之前不引入a.py），如下所示:

>>> import b
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
    import b
  File "D:\500 Python\b.py", line 1, in 
    import a
  File "D:\500 Python\a.py", line 4, in 
    print(f())
  File "D:\500 Python\a.py", line 3, in f
    return b.x
AttributeError: module 'b' has no attribute 'x'#141>

出问题了！此处的问题是，在引入b.py的过程中，Python尝试去引入 a.py，但是a.py 要调用f()，而f() 有尝试去访问 b.x。但是此时 b.x 还没有被定义呢。所以发生了 AttributeError 异常。

至少，解决这个问题很简单，只需修改b.py，使其在g()中引入 a.py：

x = 1 
def g():  
    import a    # 只有当g()被调用的时候才会引入a  
    print(a.f())

>>> import b
>>> 

Python一个令人称赞的地方是它有丰富的模块可供我们“开箱即用”。但是，如果你没有有意识的注意的话，就很容易出现你写的模块和Python自带的标准库的模块之间发生命名冲突的问题（如，你也许有一个叫 email.py 的模块，但这会和标准库中的同名模块冲突）。

这可能会导致很怪的问题，例如，你引入了另一个模块，但这个模块要引入一个Python标准库中的模块，由于你定义了一个同名的模块，就会使该模块错误的引入了你的模块，而不是 stdlib 中的模块。这就会出问题了。

因此，我们必须要注意这个问题，以避免使用和Python标准库中相同的模块名。修改你包中的模块名要比通过 Python Enhancement Proposal (PEP) 给Python提建议来修改标准库的模块名容易多了。

常见错误 8: 误用del方法

假设你有一个名为 calledmod.py 的文件：

import foo  
class Bar(object):  
           ...  
    def __del__(self):  
        foo.cleanup(self.myhandle)
并且有一个名为 another_mod.py 的文件：
import mod  
mybar = mod.Bar()  
你会得到一个 AttributeError 的异常。
为什么呢？因为，正如这里所说，当解释器退出的时候，模块中的全局变量都被设置成了 None。所以，在上面这个例子中，当 __del__ 被调用时，foo 已经被设置成了None。

解决方法是使用 atexit.register() 代替。用这种方式，当你的程序结束执行时（意思是正常退出），你注册的处理程序会在解释器退出之前执行。

了解了这些，我们可以将上面 mod.py 的代码修改成下面的这样：

import foo  
import atexit  
def cleanup(handle):  
    foo.cleanup(handle)  
class Bar(object):  
    def __init__(self):  
        ...  
        atexit.register(cleanup, self.myhandle)

这种实现方式提供了一个整洁并且可信赖的方法用来在程序退出之前做一些清理工作。很显然，它是由foo.cleanup 来决定对绑定在 self.myhandle 上对象做些什么处理工作的，但是这就是你想要的。

总结

Python是一门强大的并且很灵活的语言，它有很多机制和语言规范来显著的提高你的生产力。和其他任何一门语言或软件一样，如果对它能力的了解有限，这很可能会给你带来阻碍，而不是好处。正如一句谚语所说的那样 “knowing enough to be dangerous”（译者注：意思是自以为已经了解足够了，可以做某事了，但其实不是）。

熟悉Python的一些关键的细微之处，像本文中所提到的那些（但不限于这些），可以帮助我们更好的去使用语言，从而避免一些常见的陷阱。