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Python，是一個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)美的解釋型高級(jí)語(yǔ)言，它提供了很多能讓程序員感到舒適的功能特性。

但有的時(shí)候，Python一些特性導(dǎo)致的輸出結(jié)果，對(duì)于初學(xué)者就很難理解了。

一個(gè)解析51項(xiàng)堪稱是“秘密”的Python特性項(xiàng)目，在GitHub上徹底火了。

英文原版已經(jīng)拿到了近15000星，中文翻譯版也獲得了7500+星。

項(xiàng)目中的部分內(nèi)容，也許你聽(tīng)說(shuō)過(guò)，但依然可能會(huì)透露一些你所不知道的Python有趣特性。

我覺(jué)得這是學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言內(nèi)部原理的好機(jī)會(huì)，而且我相信你也會(huì)從中獲得樂(lè)趣!

如果你是一位經(jīng)驗(yàn)比較豐富的Python程序員，你可以試試能否一次就找到正確答案。

也許你對(duì)其中的一些例子比較熟悉，那這些案例能喚起你當(dāng)年踩坑時(shí)的甜蜜回憶。

這個(gè)項(xiàng)目的中文版全文大約2萬(wàn)字，干貨多的快要溢出來(lái)了，大家可以先看一下目錄。

示例結(jié)構(gòu)

所有示例的結(jié)構(gòu)都如下所示:

> 一個(gè)精選的標(biāo)題

# 準(zhǔn)備代碼.

# 釋放魔法...

Output (Python version)：

>>> 觸發(fā)語(yǔ)句

出乎意料的輸出結(jié)果

(可選): 對(duì)意外輸出結(jié)果的簡(jiǎn)短描述。

說(shuō)明:

簡(jiǎn)要說(shuō)明發(fā)生了什么以及為什么會(huì)發(fā)生。

如有必要，舉例說(shuō)明

Output:

>>>觸發(fā)語(yǔ)句#一些讓魔法變得容易理解的例子

#一些正常的輸入

注意：所有的示例都在Python3.5.2版本的交互解釋器上測(cè)試過(guò)，如果不特別說(shuō)明應(yīng)該適用于所有Python版本。

用法

我個(gè)人建議，最好依次閱讀下面的示例，并仔細(xì)閱讀設(shè)置例子最開(kāi)始的代碼。

閱讀輸出結(jié)果

• 確認(rèn)結(jié)果是否如你所料.

• 確認(rèn)你是否知道這背后的原理

示例

微妙的字符串

1.

>>> a = "some_string" 
>>> id(a) 
140420665652016 
>>> id("some" + "_" + "string") # 注意兩個(gè)的id值是相同的. 
140420665652016 

2.

>>> a = "wtf" 
>>> b = "wtf" 
>>> a is b 
True 
 
>>> a = "wtf!" 
>>> b = "wtf!" 
>>> a is b 
False 
 
>>> a, b = "wtf!", "wtf!" 
>>> a is b 
True 

3.

>>> 'a' * 20 is 'aaaaaaaaaaaaaaaaaaaa' 
True 
>>> 'a' * 21 is 'aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa' 
False 

說(shuō)明：

這些行為是由于 Cpython 在編譯優(yōu)化時(shí)，某些情況下會(huì)嘗試使用已經(jīng)存在的不可變對(duì)象，而不是每次都創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象。(這種行為被稱作字符串的駐留[string interning])

發(fā)生駐留之后，許多變量可能指向內(nèi)存中的相同字符串對(duì)象。(從而節(jié)省內(nèi)存)

在上面的代碼中，字符串是隱式駐留的。何時(shí)發(fā)生隱式駐留則取決于具體的實(shí)現(xiàn)。這里有一些方法可以用來(lái)猜測(cè)字符串是否會(huì)被駐留：

所有長(zhǎng)度為 0 和長(zhǎng)度為 1 的字符串都被駐留。

字符串在編譯時(shí)被實(shí)現(xiàn)。('wtf' 將被駐留, 但是 ''.join(['w', 't', 'f'] 將不會(huì)被駐留)

字符串中只包含字母，數(shù)字或下劃線時(shí)將會(huì)駐留。所以 'wtf!' 由于包含！而未被駐留。可以在這里找CPython對(duì)此規(guī)則的實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)在同一行將 a 和 b 的值設(shè)置為 "wtf!" 的時(shí)候, Python 解釋器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象, 然后同時(shí)引用第二個(gè)變量。

如果你在不同的行上進(jìn)行賦值操作, 它就不會(huì)“知道”已經(jīng)有一個(gè) wtf！ 對(duì)象 (因?yàn)?"wtf!" 不是按照上面提到的方式被隱式駐留的)。

它是一種編譯器優(yōu)化，特別適用于交互式環(huán)境。

常量折疊(constant folding) 是 Python 中的一種窺孔優(yōu)化(peephole optimization) 技術(shù)。

這意味著在編譯時(shí)表達(dá)式 'a'*20 會(huì)被替換為 'aaaaaaaaaaaaaaaaaaaa' 以減少運(yùn)行時(shí)的時(shí)鐘周期。

只有長(zhǎng)度小于 20 的字符串才會(huì)發(fā)生常量折疊。(為啥? 想象一下由于表達(dá)式'a'*10**10 而生成的 .pyc 文件的大小)相關(guān)的源碼：

https://github.com/python/cpython/blob/3.6/Python/peephole.c#L288

是時(shí)候來(lái)點(diǎn)蛋糕了!

1.

some_dict = {} 
some_dict[5.5] = "Ruby" 
some_dict[5.0] = "JavaScript" 
some_dict[5] = "Python" 
 
Output： 
 
>>> some_dict[5.5] 
"Ruby" 
>>> some_dict[5.0] 
"Python" 
>>> some_dict[5] 
"Python" 
 
"Python" 消除了 "JavaScript" 的存在? 

說(shuō)明：

Python 字典通過(guò)檢查鍵值是否相等和比較哈希值來(lái)確定兩個(gè)鍵是否相同。

具有相同值的不可變對(duì)象在Python中始終具有相同的哈希值。

>>> 5 == 5.0 
True 
>>> hash(5) == hash(5.0) 
True 

注意: 具有不同值的對(duì)象也可能具有相同的哈希值（哈希沖突）。

當(dāng)執(zhí)行 some_dict[5] = "Python" 語(yǔ)句時(shí), 因?yàn)镻ython將 5 和 5.0 識(shí)別為 some_dict 的同一個(gè)鍵, 所以已有值 "JavaScript" 就被 "Python" 覆蓋了。

到處返回！

def some_func(): 
try: 
return 'from_try' 
finally: 
return 'from_finally' 
 
Output： 
 
>>> some_func() 
 
'from_finally' 

說(shuō)明：

當(dāng)在 "try...finally" 語(yǔ)句的 try 中執(zhí)行 return, break 或 continue 后, finally 子句依然會(huì)執(zhí)行。

函數(shù)的返回值由最后執(zhí)行的 return 語(yǔ)句決定。

由于 finally 子句一定會(huì)執(zhí)行, 所以 finally 子句中的 return 將始終是最后執(zhí)行的語(yǔ)句。

本質(zhì)上,我們都一樣

class WTF: 
pass 
 
Output： 
 
>>> WTF() == WTF() # 兩個(gè)不同的對(duì)象應(yīng)該不相等 
 
False 
 
>>> WTF() is WTF() # 也不相同 
 
False 
 
>>> hash(WTF()) == hash(WTF()) # 哈希值也應(yīng)該不同 
 
True 
 
>>> id(WTF()) == id(WTF()) 
 
True 

說(shuō)明：

當(dāng)調(diào)用 id 函數(shù)時(shí), Python 創(chuàng)建了一個(gè) WTF 類的對(duì)象并傳給 id 函數(shù)。

然后 id 函數(shù)獲取其id值 (也就是內(nèi)存地址), 然后丟棄該對(duì)象. 該對(duì)象就被銷毀了。

當(dāng)我們連續(xù)兩次進(jìn)行這個(gè)操作時(shí), Python會(huì)將相同的內(nèi)存地址分配給第二個(gè)對(duì)象。 因?yàn)?(在CPython中) id 函數(shù)使用對(duì)象的內(nèi)存地址作為對(duì)象的id值, 所以兩個(gè)對(duì)象的id值是相同的。

綜上, 對(duì)象的id值僅僅在對(duì)象的生命周期內(nèi)唯一。在對(duì)象被銷毀之后, 或被創(chuàng)建之前, 其他對(duì)象可以具有相同的id值。

那為什么 is 操作的結(jié)果為 False 呢? 讓我們看看這段代碼：

class WTF(object): 
def __init__(self): print("I") 
def __del__(self): print("D") 
 
Output： 
 
>>> WTF() is WTF() 
I 
I 
D 
D 
False 
>>> id(WTF()) == id(WTF()) 
I 
D 
I 
D 
True 

正如你所看到的, 對(duì)象銷毀的順序是造成所有不同之處的原因。

為什么?

some_string = "wtf" 
some_dict = {} 
for i, some_dict[i] in enumerate(some_string): 
pass 
 
Output： 
 
>>> some_dict # 創(chuàng)建了索引字典. 
{0: 'w', 1: 't', 2: 'f'} 

說(shuō)明：

Python 語(yǔ)法 中對(duì) for 的定義是：

for_stmt: 'for' exprlist 'in' testlist ':' suite ['else' ':' suite] 

其中 exprlist 指分配目標(biāo). 這意味著對(duì)可迭代對(duì)象中的每一項(xiàng)都會(huì)執(zhí)行類似 {exprlist} = {next_value} 的操作。

一個(gè)有趣的例子說(shuō)明了這一點(diǎn)：

for i in range(4): 
print(i) 
i = 10 
 
Output: 
 
0 
1 
2 
3 

你可曾覺(jué)得這個(gè)循環(huán)只會(huì)運(yùn)行一次?

說(shuō)明:

由于循環(huán)在Python中工作方式, 賦值語(yǔ)句 i = 10 并不會(huì)影響迭代循環(huán), 在每次迭代開(kāi)始之前, 迭代器(這里指 range(4)) 生成的下一個(gè)元素就被解包并賦值給目標(biāo)列表的變量(這里指 i)了。

在每次迭代中, enumerate(some_string) 函數(shù)就生成一個(gè)新值 i (計(jì)數(shù)器增加) 并從 some_string 中獲取一個(gè)字符。

然后將字典 some_dict 鍵 i (剛剛分配的) 的值設(shè)為該字符。本例中循環(huán)的展開(kāi)可以簡(jiǎn)化為:

>>> i, some_dict[i] = (0, 'w') 
>>> i, some_dict[i] = (1, 't') 
>>> i, some_dict[i] = (2, 'f') 
>>> some_dict 

執(zhí)行時(shí)機(jī)差異

1.

array = [1, 8, 15] 
g = (x for x in array if array.count(x) > 0) 
array = [2, 8, 22] 
 
Output： 
 
>>> print(list(g)) 
[8] 

2.

array_1 = [1,2,3,4] 
g1 = (x for x in array_1) 
array_1 = [1,2,3,4,5] 
 
array_2 = [1,2,3,4] 
g2 = (x for x in array_2) 
array_2[:] = [1,2,3,4,5] 
 
Output： 
 
>>> print(list(g1)) 
[1,2,3,4] 
 
>>> print(list(g2)) 
[1,2,3,4,5] 

說(shuō)明：

在生成器表達(dá)式中, in 子句在聲明時(shí)執(zhí)行, 而條件子句則是在運(yùn)行時(shí)執(zhí)行。

所以在運(yùn)行前, array 已經(jīng)被重新賦值為 [2, 8, 22], 因此對(duì)于之前的 1, 8 和 15, 只有 count(8) 的結(jié)果是大于 0 的, 所以生成器只會(huì)生成 8。

第二部分中 g1 和 g2 的輸出差異則是由于變量 array_1 和 array_2 被重新賦值的方式導(dǎo)致的。

在第一種情況下, array_1 被綁定到新對(duì)象 [1,2,3,4,5], 因?yàn)?in 子句是在聲明時(shí)被執(zhí)行的，所以它仍然引用舊對(duì)象 [1,2,3,4](并沒(méi)有被銷毀)。

在第二種情況下, 對(duì) array_2 的切片賦值將相同的舊對(duì)象 [1,2,3,4] 原地更新為 [1,2,3,4,5]。

因此 g2 和 array_2 仍然引用同一個(gè)對(duì)象(這個(gè)對(duì)象現(xiàn)在已經(jīng)更新為 [1,2,3,4,5])。

本文內(nèi)容來(lái)自中文版項(xiàng)目，項(xiàng)目全文2萬(wàn)多字，以及海量代碼。

因?yàn)槠颍∑呔椭粸榇蠹艺故具@6個(gè)案例了，更多案例大家可以在項(xiàng)目中查看。

項(xiàng)目作者：Satwik Kansal

英文版項(xiàng)目名稱：wtfpython

中文版作者：慕晨

中文項(xiàng)目名稱：wtfpython-cn

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