這里我們將對(duì)Python 3.1核心語(yǔ)言的變化進(jìn)行分析，包括字符串的格式化、說(shuō)明符以及其他方面的內(nèi)容。希望這些變化能對(duì)大家了解Python 3.1有所幫助。

Python 3.0發(fā)布七個(gè)月之后，Python核心開(kāi)發(fā)人員于2009年6月27日發(fā)布了新的Python 3.1版本。雖然此3.1版本只是對(duì)Python 3.0的一次小型升級(jí)，但是它不僅為開(kāi)發(fā)者帶來(lái)許多讓人感興趣的特性，同時(shí)在性能方面也有所改善。本文將為讀者詳細(xì)介紹Python 3.1版本在核心語(yǔ)言、標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)和性能改善方面的變化。

一、字符串的格式化

Python的***版本為我們帶來(lái)了討人喜歡的格式字段的自動(dòng)填數(shù)功能。我們知道，許多程序中經(jīng)常需要格式化字符串。Python 2.x版本使用的是類似[s]printf函數(shù)的百分號(hào)操作符，如下所示：

>>> '%s, %s!' % ('Hello', 'World') 

'Hello, World!'而Python 3.0則添加了更高級(jí)的字符串格式化功能，如下所示：

>>> '{0}, {1}!'.format('Hello', 'World') 

'Hello, World!'如今，Python 3.1則在字符串格式化方面又有了新的改進(jìn)。對(duì)于Python 3.0來(lái)說(shuō)，每當(dāng)您想在格式串中引用位置參數(shù)時(shí)，您必須給出每個(gè)位置參數(shù)的索引。但是在Python 3.1中，您就可以將這些索引拋在腦后了，因?yàn)镻ython會(huì)依次替您填充這些參數(shù)：

>>> '{}, {}!'.format('Hello', 'World')  
'Hello, World!' 

二、PEP-378：用于千位分隔符的格式說(shuō)明符

在財(cái)務(wù)應(yīng)用程序中，通常要在數(shù)字中使用千位分隔符。從事金融或者財(cái)會(huì)方面工作的人士是不這樣寫的“您欠我$12345678”，而是“您欠我$12,345,678”，他們慣于使用逗號(hào)作為分隔符。那么，如何使用Python達(dá)到這種效果呢：

>>> format(12345678, ',') 

'12,345,678'您可以利用其他區(qū)分符對(duì)數(shù)字進(jìn)行分組。這里的寬度說(shuō)明符(這里為8)包括了逗號(hào)和小數(shù)點(diǎn)：

>>> format(1234, ',').replace(',', '_') 

'12,345.7'逗號(hào)通常作為默認(rèn)的分隔字符，如果要使用其他字符作為分隔字符的話，只需通過(guò)replace函數(shù)用您喜歡的字符替換逗號(hào)即可，具體如下所示：

>>> format(1234, ',').replace(',', '_') 

'1_234'當(dāng)然，您還可以使用format函數(shù)來(lái)作為字符串方法：
>>> '{0:8,.1f}'.format(123.456)

三、Maketrans函數(shù)

利用maketrans()和translate()函數(shù)，我們可以使用一組字符來(lái)替換另一組字符。使用這一替換功能時(shí)，多少有點(diǎn)繁瑣，因?yàn)樗笫褂胢aketrans()函數(shù)(該函數(shù)的作用是把輸入字符映射到輸出字符)建立一個(gè)轉(zhuǎn)換表，然后，再把這個(gè)轉(zhuǎn)換表傳遞給translate()函數(shù)。當(dāng)然，string模塊仍然有它自己的maketrans()函數(shù)，不過(guò)Python 3.1不贊成使用它，而是贊賞使用單獨(dú)的maketrans()函數(shù)來(lái)操作字節(jié)、字節(jié)數(shù)組和字符串。

下面的例子演示了如何使用maketrans()和translate()函數(shù)處理字節(jié)對(duì)象。需要注意的是，用于字節(jié)的轉(zhuǎn)換表具有256個(gè)表項(xiàng)(每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)于一個(gè)可能的字節(jié))，并且這個(gè)例子把大部分字節(jié)都映射到它們自身，只有1，2和3例外，因?yàn)樗鼈兎謩e映射到了4，5和6。如下所示：

>>> tt = bytes.maketrans(b'123', b'456')  
>>> len(tt)  
256 
>>> tt  
b'\x00\x01\x02\x03\x04\x05\x06\x07\x08\  
t\n\x0b\x0c\r\x0e\x0f\x10\x11\x12\x13\  
x14\x15\x16\x17\x18\x19\x1a\x1b\x1c\x1d\  
x1e\x1f !"#$%&\'()*+,-./0456456789:;<=>  
?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\\]^_`abcd  
efghijklmnopqrstuvwxyz{|}~\x7f\x80\x81\  
x82\x83\x84\x85\x86\x87\x88\x89\x8a\x8b\  
x8c\x8d\x8e\x8f\x90\x91\x92\x93\x94\x95\  
x96\x97\x98\x99\x9a\x9b\x9c\x9d\x9e\x9f\  
xa0\xa1\xa2\xa3\xa4\xa5\xa6\xa7\xa8\xa9\  
xaa\xab\xac\xad\xae\xaf\xb0\xb1\xb2\xb3\  
xb4\xb5\xb6\xb7\xb8\xb9\xba\xbb\xbc\xbd\  
xbe\xbf\xc0\xc1\xc2\xc3\xc4\xc5\xc6\xc7\  
xc8\xc9\xca\xcb\xcc\xcd\xce\xcf\xd0\xd1\  
xd2\xd3\xd4\xd5\xd6\xd7\xd8\xd9\xda\xdb\  
xdc\xdd\xde\xdf\xe0\xe1\xe2\xe3\xe4\xe5\  
xe6\xe7\xe8\xe9\xea\xeb\xec\xed\xee\xef\  
xf0\xf1\xf2\xf3\xf4\xf5\xf6\xf7\xf8\xf9\  
xfa\xfb\xfc\xfd\xfe\xff' 

建好轉(zhuǎn)換表之后，我們只需把它傳遞給translate()函數(shù)即可，如下所示：

>>> b'123456'.translate(tt) 

b'456456'我們還可以傳遞其它的參數(shù)作為要?jiǎng)h除的字符：

>>> b'123456'.translate(tt, b'5') 

b'45646'我們可以看到，原來(lái)的5已經(jīng)從123456從刪掉了，但是轉(zhuǎn)換得到的5(請(qǐng)記住，我們的映射表將2轉(zhuǎn)化為5)并沒(méi)有刪除。這說(shuō)明，系統(tǒng)是先從原來(lái)的字符串中刪除相應(yīng)的字符，然后才進(jìn)行的轉(zhuǎn)換操作。
字符串的轉(zhuǎn)換稍微有些不同，字符串版本的maketrans函數(shù)返回的是一個(gè)字典：

>>> tt = str.maketrans('123', '456')  
{49: 52, 50: 53, 51: 54}  
>>> '123456'.translate(tt)  
'456456' 

四、與數(shù)學(xué)有關(guān)的變化

>>> int.bit_length(19)  
5 
>>> bin(19) 

3.1版本在與數(shù)學(xué)有關(guān)的方面也有所改變。

Int添加了一個(gè)bit_length方法

新版本中，int變量具有一個(gè)bit_length方法，它能返回該int變量以二進(jìn)制數(shù)表示的時(shí)候的位數(shù)。例如，數(shù)字19的二進(jìn)制表示為10011，那么它的位數(shù)就是5：

'0b10011'浮點(diǎn)數(shù)的舍入

在Python 3.0以及早先的round()函數(shù)有點(diǎn)反復(fù)無(wú)常：如果您不指定精度的時(shí)候，它返回的是一個(gè)整數(shù);如果指定精度的話，它返回的是您輸入數(shù)據(jù)的類型：

>>> round(1000)  
1000 
>>> round(1000.0)  
1000 
>>> round(1000, 2)  
1000 
>>> round(1000.0, 2)  

1000.0在Python 3.1中，只要輸入的數(shù)字是一個(gè)整數(shù)(即使它是用浮點(diǎn)數(shù)的形式表示的，例如1000.0)，那么它總是返回一個(gè)整型數(shù)：

>>> round(1000)  
1000 
>>> round(1000.0)  
1000 
>>> round(1000, 2)  
1000 
>>> round(1000.0, 2) 

1000浮點(diǎn)數(shù)的表示

目前，實(shí)數(shù)在大部分的硬件和操作系統(tǒng)中都是用32位(單精度)或者64位(雙精度)來(lái)表示的。然而，這會(huì)導(dǎo)致一些實(shí)數(shù)無(wú)法精確表示。由于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的二進(jìn)制特性，某些數(shù)字利用十進(jìn)制表示形式非常簡(jiǎn)潔，但是要是使用浮點(diǎn)方案表示的話，就要復(fù)雜了。舉例來(lái)說(shuō)，利用32位的單精度浮點(diǎn)數(shù)表示數(shù)字0.6，則為0.59999999999999998：

>>> 0.6

0.59999999999999998對(duì)于這種表示方案，上面的數(shù)字是為了做到盡可能的精確，但是對(duì)用戶來(lái)說(shuō)卻很不友好。 Python 3.1使用了一個(gè)新算法，以便使得原值的表示盡可能得簡(jiǎn)練。所以在Python 3.1中，人們輸入上面的數(shù)字，一個(gè)更簡(jiǎn)潔的表示：

>>> 0.6

0.6這已經(jīng)很精確了，除非遇到算術(shù)運(yùn)算。舉例來(lái)說(shuō)，表達(dá)式0.7+0.1的值用32位浮點(diǎn)表示法表示的話，它是 0.79999999999999993，而數(shù)字0.8的值用32位浮點(diǎn)數(shù)表示則是 0.80000000000000004。 這樣一來(lái)，就意味著0.7+0.1并不等于0.8，這會(huì)導(dǎo)致一些問(wèn)題。例如，下面的循環(huán)將永不休止：

>>> x = 0.0 
>>> while x != 1.0:  
... print(repr(x))  
... x += 0.1輸出的結(jié)果：  
0 
0.10000000000000001 
0.20000000000000001 
0.30000000000000004 
0.40000000000000002 
0.5 
0.59999999999999998 
0.69999999999999996 
0.79999999999999993 
0.89999999999999991 
0.99999999999999989 
1.0999999999999999 
1.2 
1.3 
1.4000000000000001 
1.5000000000000002 
1.6000000000000003 

...在Python 3.0中，repr()函數(shù)返回的是實(shí)際表示;而在Python 3.1中，它返回的是簡(jiǎn)潔表示。無(wú)論是在Python 3.0還是在Python 3.1中，print()函數(shù)顯示的都是簡(jiǎn)潔表示：

>>> print(0.1)  
0.1  
>>> print(0.10000000000000001) 

0.1Python語(yǔ)言還有一個(gè)稱為decimal的模塊，可用于精確的實(shí)數(shù)表示。它使用一個(gè)不同的表示方案來(lái)表示浮點(diǎn)數(shù)，并且在內(nèi)存運(yùn)行的情況下，用盡量多的數(shù)位來(lái)表示一個(gè)實(shí)數(shù)——并且，當(dāng)進(jìn)行算術(shù)的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)舍入誤差。在Python 3.0中，Decimal類型使用了一種新方法來(lái)從一個(gè)字符串初始化它表示的值;在Python 3.1中，又增加了另一個(gè)新方法即from_float()來(lái)接收浮點(diǎn)數(shù)。注意，即使當(dāng)使用from_float()的時(shí)候，Decimal模塊也會(huì)比32位更精確。

>>> from decimal import Decimal  
>>> Decimal.from_float(0.1)  
Decimal('0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625')  

五、改進(jìn)的WITH語(yǔ)句

在Python 2.5中，WITH語(yǔ)句是作為一個(gè)__future__特性引入的，該語(yǔ)句的正式引入實(shí)際上是從Python 3.0開(kāi)始的。到了Python 3.1版本，該語(yǔ)句已經(jīng)能夠支持更多的資源。最常見(jiàn)的情形是，它可以打開(kāi)輸入、輸出文件并在處理完成后關(guān)閉它們。在Python 3.0中，我們要么使用嵌套的with語(yǔ)句，要么顯式閉合在文件中。下面是一個(gè)Python 3.0的例子，它打開(kāi)了一個(gè)輸入文件，將其內(nèi)容作為字符串讀取，用字符串的title()方法處理內(nèi)容，并將結(jié)果寫到一個(gè)輸出文件中。
這個(gè)示例中含有兩個(gè)嵌套的with語(yǔ)句，注意嵌套的with語(yǔ)句中的***一行。當(dāng)代碼試圖讀取out.txt的時(shí)候，結(jié)果為空，因?yàn)榇宋募潜痪彌_處理的，并且還沒(méi)有寫入。當(dāng)此with語(yǔ)句完成的時(shí)候，Python會(huì)關(guān)閉此文件，所以***一行代碼會(huì)認(rèn)定out.txt的內(nèi)容的確是大寫文字。

open('in.txt', 'w').write('abc def')  
with open('in.txt') as in_file:  
with open('out.txt', 'w') as out_file:  
text = in_file.read()  
assert text == 'abc def' 
text = text.title()  
assert text == 'Abc Def' 
out_file.write(text)  
assert open('out.txt').read() == '' 

assert open('out.txt').read() == 'Abc Def'看到嵌套的with語(yǔ)句，是不是感覺(jué)有點(diǎn)頭疼，呵呵。接下來(lái)，我們要打開(kāi)兩個(gè)兩個(gè)文件，并在處理完成后關(guān)閉它們(如果您需要打開(kāi)三個(gè)文件，那么就需要三個(gè)嵌套的with語(yǔ)句)。 Python 3.1運(yùn)行您使用單個(gè)WITH語(yǔ)句打開(kāi)所有文件：

open('in.txt', 'w').write('abc def')  
with open('in.txt') as in_file:  
with open('out.txt', 'w') as out_file:  
text = in_file.read()  
assert text == 'abc def' 
text = text.title()  
assert text == 'Abc Def' 
out_file.write(text)  
assert open('out.txt').read() == '' 
assert open('out.txt').read() == 'Abc Def' 

Python 3.1的另一項(xiàng)改進(jìn)就是，gzip.GzipFile和bz2.BZ2File現(xiàn)在也能用于WITH語(yǔ)句。我們知道，這些都是壓縮后的文件格式。下面的示例代碼將使用gzip文件和bz2文件來(lái)存儲(chǔ)5000個(gè)字節(jié)的內(nèi)容，并顯示其尺寸。這里還有用到一些額外的Python 3特性，比如帶有命名屬性的統(tǒng)計(jì)結(jié)果和高級(jí)字符串格式化。

from bz2 import BZ2File  
from gzip import GzipFile  
import os  
with GzipFile('1.gz', 'wb') as g, BZ2File('1.bz2', 'wb') as b:  
g.write(b'X' * 5000)  
b.write(b'X' * 5000)  
for ext in ('.gz', '.bz2'):  
filename = '1' + ext  
print ('The size of the {0} file is {1.st_size} bytes'.format(ext, os.stat(filename)))輸出的結(jié)果：  
The size of the .gz file is 43 bytes  
The size of the .bz2 file is 45 bytes 

六、小結(jié)

Python 3.0發(fā)布七個(gè)月之后，Python核心開(kāi)發(fā)人員于2009年6月27日發(fā)布了新的Python 3.1版本。雖然此3.1版本只是對(duì)Python 3.0的一次小型升級(jí)，但是它不僅為開(kāi)發(fā)者帶來(lái)許多讓人感興趣的特性，同時(shí)在性能方面也有所改善。本文為讀者詳細(xì)介紹了Python 3.1版本在核心語(yǔ)言方面的變化，在接下來(lái)的文章中，我們將繼續(xù)為讀者介紹新版本中標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)和性能改善方面的變化。

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