本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)“讀芯術(shù)”(ID：AI_Discovery)

各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域和行業(yè)都在經(jīng)歷一場“Python熱”。在觀察生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中Python編程的運(yùn)用情況之后，筆者意識(shí)到相當(dāng)多的Python程序員，都有不同的編程使用經(jīng)驗(yàn)，如Matlab、C語言、C++、Java、JavaScript和Swift，也有一些之前沒有編程經(jīng)驗(yàn)的人。

Python成了程序員的“外語”，他們可能沒經(jīng)過系統(tǒng)的Python編碼培訓(xùn)，也可能并不知道Python開發(fā)的慣用方法。

[[325090]]

雖然程序員依然可以通過不同的方式實(shí)現(xiàn)同樣的功能，編寫出優(yōu)秀的代碼，只要代碼能夠滿足預(yù)期目的就OK。編寫非慣用Python程序也沒有問題。但就像我們不斷練習(xí)英文的口音一樣，也有一些人也想讓自己的Python代碼變得更地道。

本文中，我將分享自己在過去幾年中積累的一些習(xí)慣用法，希望對(duì)提高你的Python編碼水平有所幫助。

1. 分割序列

常見的序列類型有列表、元組和字符串。通過分割另一個(gè)序列，可以創(chuàng)建一個(gè)新序列。以下功能用列表作為示例，不過它們也可以用于元組、字符串和字節(jié)等其他序列類型。

>>> a = [0, 2, 4, 6, 8,10, 12, 14, 16, 18, 20] 
>>> # Using a range, [start, end) 
>>> a[1:3] 
[2, 4] 
>>> # Using a range with a step 
>>> a[1:9:2] 
[2, 6, 10, 14] 
>>> # Leave out the start = an implicit start of 0 
>>> a[:5] 
[0, 2, 4, 6, 8] 
>>> # Leave out the stop = an implict end to the very last item 
>>> a[9:] 
[18, 20] 
>>> # Entire list 
>>> a[:] 
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20] 

2. 使用反向索引訪問序列中的元素

如果想在序列的末尾訪問一些元素，那么反向計(jì)數(shù)要容易得多。在Python序列中，最后一個(gè)元素的索引是-1，倒數(shù)第二個(gè)元素的索引是-2，以此類推。

>>> a = 'Hello World!' 
>>> # instead of using a[len(a)-1] 
>>> a[-1] 
'!' 
>>> # in combination with slicing 
>>> a[-5:-1] 
'orld' 

3. 多重賦值

在給幾個(gè)變量賦值時(shí)，可以使用多重賦值。通過同樣的習(xí)慣用法，可以交換同一列表中的兩個(gè)變量或兩個(gè)元素。這一特征與之后要介紹的元組解包密切相關(guān)。

>>> # instead of doing a =8; b = 5 
>>> a, b = 8, 5 
>>> print(f'a is {a}; b is ') 
a is 8; b is 5 
>>> # Swap two variables 
>>> a, bb = b, a 
>>> print(f'a is {a}; b is ') 
a is 5; b is 8 
>>> # Swap the first and last elements in a list 
>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5] 
>>> numbers[0], numbers[-1] = numbers[-1], numbers[0] 
>>> numbers 
[5, 2, 3, 4, 1] 

4. 顛倒序列

有時(shí)需要顛倒序列。雖然可以用for循環(huán)語句來實(shí)現(xiàn)，但是還有一種更簡單直接的方法。與上述情況類似，當(dāng)某個(gè)功能可用于某個(gè)序列時(shí)，通常意味著字符串、元組和列表也都支持這個(gè)功能。

>>> a = (1, 2, 3, 4, 5) 
>>> a[::-1] 
(5, 4, 3, 2, 1) 
>>> b = 'start' 
>>> b[::-1] 
'trats' 

5. 檢查序列是否為空

只有序列不為空時(shí)，列表、元組等操作才行得通，因此需要在操作之前檢查序列是否為空。

>>> empty_list = [(), '',[], {}, set()] 
>>> for item in empty_list: 
...     if not item: 
...         print(f'Do something with the{type(item)}') 
... 
Do something with the <class 'tuple'> 
Do something with the <class 'str'> 
Do something with the <class 'list'> 
Do something with the <class 'dict'> 
Do something with the <class 'set'> 

為此，可以用not關(guān)鍵字來否定序列(例如not[])，只要序列不為空，其值就為True。此外，還可以對(duì)另外兩種常見的數(shù)據(jù)類型dict和set執(zhí)行同樣的操作。

6. 集合推導(dǎo)式

集合推導(dǎo)式的用法與上述列表解析式的用法類似。不同之處在于集合推導(dǎo)式用的是花括號(hào)而不是方括號(hào)。并且，通過定義set 數(shù)據(jù)類型，可以刪除重復(fù)的元素。

7. 字典生成式

除了列表解析式和集合推導(dǎo)式外，解析式特征還可用于字典數(shù)據(jù)類型的創(chuàng)建。dict由鍵值對(duì)組成，因此字典生成式包含指定鍵和值，二者之間用冒號(hào)隔開。

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5] 
>>> {x: x*x for x in a} 
{1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25} 

8. 生成器表達(dá)式

Python中的生成器是創(chuàng)建迭代器的一種簡便方法。因?yàn)樯善魇?ldquo;惰性的”(也就是說，只有當(dāng)發(fā)出請(qǐng)求時(shí)才能生成需要的項(xiàng))。生成器非常節(jié)省內(nèi)存。

創(chuàng)建生成器的一種特殊方法稱為生成器表達(dá)式。除了用圓括號(hào)而非方括號(hào)這一點(diǎn)外，生成器表達(dá)式在語法上與列表解析式類似。

下面的例子中，當(dāng)生成器直接用于迭代函數(shù)時(shí)，圓括號(hào)可有可無。

>>> sum(x**2 for x inrange(100)) 
328350 
>>> max((x*x for x in range(100))) 
9801 

9. 列表解析式

Python中一個(gè)有用的特征是列表解析式。通過列表解析式，可以很方便地構(gòu)造一個(gè)列表。列表解析式的一般格式為[some_expression for element initerable if some_condition]。

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5] 
>>> [x*2 for x in a] 
[2, 4, 6, 8, 10] 
>>> [x*3 for x in a if x%2 == 1] 
[3, 9, 15] 

10. 解包元組

元組是Python中十分常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它們是一組組相關(guān)的值。元組的常見用法包括訪問自身元素。雖然可以使用索引訪問這些元素，但是解包是一種更為簡便的方法。

與解包的用法有關(guān)，可以用下劃線來表示不需要的元素，用星號(hào)給已命名元素之外的其他元素賦值。

>>> items = (0, 'b','one', 10, 11, 'zero') 
>>> a, b, c, d, e, f = items 
>>> print(f) 
zero 
>>> a, *b, c = items 
>>> print(b) 
['b', 'one', 10, 11] 
>>> *_, a, b = items 
>>> print(a) 
11 

11. 在for循環(huán)語句中使用Reversed()函數(shù)

reversed()函數(shù)通常用在for循環(huán)語句中，是一種以與原始可迭代對(duì)象相反的順序創(chuàng)建迭代器的方法。

>>> tasks = ['laundry','picking up kids', 'gardening', 'cooking'] 
>>> for task in reversed(tasks): 
... print(task) 
... 
cooking 
gardening 
picking up kids 
laundry 

12. Zip()壓縮函數(shù)

zip()函數(shù)在一對(duì)一匹配連接多個(gè)迭代器方面十分有用。如果某些迭代器超過最短的迭代器，就會(huì)被截?cái)?。zip()函數(shù)返回一個(gè)迭代器，因此在迭代中經(jīng)常使用到。還可以用zip()函數(shù)解壓縮帶星號(hào)的迭代器，并將未壓縮的項(xiàng)賦值給變量。

>>> students = ('John','Mary', 'Mike') 
>>> ages = (15, 17, 16) 
>>> scores = (90, 88, 82, 17, 14) 
>>> for student, age, score in zip(students, ages, scores): 
... print(f'{student}, age: {age},score: {score}') 
... 
John, age: 15, score: 90 
Mary, age: 17, score: 88 
Mike, age: 16, score: 82 
>>> zipzipped = zip(students, ages, scores) 
>>> a, b, c = zip(*zipped) 
>>> print(b) 
(15, 17, 16) 

13. 用Lambdas排序

lambdas表達(dá)式為匿名函數(shù)，可以用單行表達(dá)式接收多個(gè)參數(shù)。lambdas的一個(gè)常見用法是將其設(shè)置為內(nèi)置sorted()函數(shù)中的key參數(shù)。

除此之外，lambdas還經(jīng)常用于max()，map()等函數(shù)中。在這些函數(shù)中，可以用單行表達(dá)式來替換使用def關(guān)鍵字的常規(guī)函數(shù)。

>>> students = [{'name':'John', 'score': 98}, {'name': 'Mike', 'score': 94}, {'name': 'Jennifer','score': 99}] 
>>> sorted(students, key=lambda x: x['score']) 
[{'name': 'Mike', 'score': 94}, {'name': 'John', 'score': 98}, {'name':'Jennifer', 'score': 99}] 

14. 速記條件賦值

該特征基本上是個(gè)語法糖。在根據(jù)特定條件為變量賦值時(shí)，可以用以下通用速記賦值：y = x if condition_met elseanother_x。

>>> some_condition = True 
>>> # the expanded format 
>>> if some_condition: 
... x = 5 
... else: 
... x = 3 
>>> print(f'x is {x}') 
x is 5 
>>> # the shorthand way 
>>> x = 5 if some_condition else 3 
>>> print(f'x is {x}') 
x is 5 

15. 在for循環(huán)語句中使用Enumerate()枚舉函數(shù)

用enumerate()函數(shù)獲取可迭代對(duì)象來創(chuàng)建迭代器。此外，enumerate()函數(shù)還可以跟蹤迭代的次數(shù)?？梢噪S意設(shè)置計(jì)數(shù)初始值。默認(rèn)的計(jì)數(shù)初始值為0。

>>> students = ('John','Mary', 'Mike') 
>>> for i, student in enumerate(students): 
... print(f'Iteration: {i}, Student:{student}') 
... 
Iteration: 0, Student: John 
Iteration: 1, Student: Mary 
Iteration: 2, Student: Mike 
>>> for i, student in enumerate(students, 35001): 
... print(f'Student Name: {student},Student ID #: {i}') 
... 
Student Name: John, Student ID #: 35001 
Student Name: Mary, Student ID #: 35002 
Student Name: Mike, Student ID #: 35003 

16. 用Get()方法檢索字典中的值

通常情況下，可以在方括號(hào)中指定鍵來檢索鍵的值。但是，當(dāng)鍵不在字典中時(shí)，就可能出錯(cuò)。當(dāng)然，也可以用try/except異常處理機(jī)制來解決這個(gè)問題。不過，當(dāng)鍵不在字典中時(shí)，還可以通過get()方法設(shè)置默認(rèn)值。

>>> number_dict = {0:'zero', 1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'} 
>>> number_dict[5] 
Traceback (most recent call last): 
File "<stdin>", line 1,in <module> 
KeyError: 5 
>>> number_dict.get(5, 'five') 
'five' 

17. 獲取字典中最大值對(duì)應(yīng)的鍵

有時(shí)需要在字典中找出最大值對(duì)應(yīng)的鍵。首先，在所有值列表中找到最大值的索引，然后從另一個(gè)存儲(chǔ)所有鍵的列表中找到對(duì)應(yīng)的鍵?；蛘?，也可以用一種更簡單的方法，就是在max()函數(shù)中指定key參數(shù)。

簡便起見，不考慮最大值可能重復(fù)的情況。同樣地，還可以用min()函數(shù)查找最小值對(duì)應(yīng)的鍵。

>>> model_scores ={'model_a': 100, 'model_z': 198, 'model_t': 150} 
>>> # workaround 
>>> keys, values = list(model_scores.keys()),list(model_scores.values()) 
>>> keys[values.index(max(values))] 
'model_z' 
>>> # one-line 
>>> max(model_scores, key=model_scores.get) 
'model_z' 

18. 用Print()函數(shù)進(jìn)行調(diào)試

對(duì)于較小的項(xiàng)目，可以用print()函數(shù)進(jìn)行調(diào)試。此函數(shù)也經(jīng)常用在教學(xué)中。print()函數(shù)中，經(jīng)常會(huì)用到一些技巧。第一個(gè)是結(jié)束字符串而不是默認(rèn)的換行符;第二個(gè)是使用字符串f-string，創(chuàng)建包含一些表達(dá)式的字符串。

>>> for i in range(5): 
... print(i, end=', ' if i < 4else '\n') 
... 
0, 1, 2, 3, 4 
>>> for i in range(5): 
... print(f'{i} & {i*i}', end=',' if i < 4 else '\n') 
... 
0 & 0, 1 & 1, 2 & 4, 3 & 9, 4 & 16 

19. 集合元素存在性測試

有時(shí)，在對(duì)集合或匹配項(xiàng)進(jìn)行操作之前，需要測試集合中是否存在某個(gè)元素。慣用的方法是使用關(guān)鍵字in。

>>> a = ('one', 'two','three', 'four', 'five') 
>>> if 'one' in a: 
... print('The tuple contains one.') 
... 
The tuple contains one. 
>>> b = {0: 'zero', 1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'} 
>>> if 2 in b.keys(): 
... print('The dict has the key of2.') 
... 
The dict has the key of 2. 

20. 海象運(yùn)算符

海象運(yùn)算符(:=)是Python 3.8版本中的新功能。它不過是賦值表達(dá)式(給表達(dá)式中的變量賦值)的另一個(gè)名稱。

通常，當(dāng)表達(dá)式使用變量時(shí)，變量聲明須提前。使用海象運(yùn)算符，變量賦值可以包含在表達(dá)式中，并且可以立即使用該變量。

>>> a = ['j', 'a', 'k','d', 'c'] 
>>> if (n := len(a))%2 == 1: 
... print(f'The number of letters is{n}, which is odd.') 
... 
The number of letters is 5, which is odd. 

21. 分割字符串

在處理字符串時(shí)，通常要將字符串分隔成單詞列表。這種情況下，可以使用split()函數(shù)的分隔符，并且可選最大分隔。相關(guān)的函數(shù)有rsplit()函數(shù)，和split()函數(shù)功能類似，只是在設(shè)置時(shí)從右側(cè)開始分割，以滿足最大分割要求。

>>> sentence = 'this is, apython, tutorial, about, idioms.' 
>>> sentence.split(', ') 
['this is', 'a python', 'tutorial', 'about', 'idioms.'] 
>>> sentence.split(', ', 2) 
['this is', 'a python', 'tutorial, about, idioms.'] 
>>> sentence.rsplit(', ') 
['this is', 'a python', 'tutorial', 'about', 'idioms.'] 
>>> sentence.rsplit(', ', 2) 
['this is, a python, tutorial', 'about', 'idioms.'] 

22. Map()映射函數(shù)

map()函數(shù)是個(gè)高階函數(shù)(即使用函數(shù)作為參數(shù)或返回一個(gè)值作為其輸出的函數(shù))。其通用格式為map(function, iterables)。map()函數(shù)將可迭代對(duì)象作為參數(shù)并返回一個(gè)map 對(duì)象，map 對(duì)象又是一個(gè)迭代器?？傻鷮?duì)象的數(shù)量應(yīng)與函數(shù)所需的參數(shù)數(shù)量匹配。

以下示例中，內(nèi)置函數(shù)pow()需要兩個(gè)參數(shù)。當(dāng)然，也可以使用自定義函數(shù)。順便說明一下，在使用map()函數(shù)創(chuàng)建列表時(shí)，應(yīng)該可以使用列表解析式達(dá)到相同的效果。

>>> numbers = (1, 2, 4, 6) 
>>> indices = (2, 1, 0.5, 2) 
>>> # use map() 
>>> list(map(pow, numbers, indices)) 
[1, 2, 2.0, 36] 
>>> # list comprehensions 
>>> [pow(x, y) for x, y in zip(numbers, indices)] 
[1, 2, 2.0, 36] 

23. Filter()過濾函數(shù)

filter()函數(shù)使用指定的函數(shù)或lambda函數(shù)過濾序列。該函數(shù)返回一個(gè)filter對(duì)象，filter對(duì)象是個(gè)迭代器?？偟膩碚f，該函數(shù)的用法與map()函數(shù)非常相似。

>>> def good_word(x: str): 
... has_vowels = not set('aeiou').isdisjoint(x.lower()) 
... long_enough = len(x) > 7 
... good_start =x.lower().startswith('pre') 
... return has_vowels &long_enough & good_start 
... 
>>> words = ['Good', 'Presentation', 'preschool', 'prefix'] 
>>> list(filter(good_word, words)) 
['Presentation', 'preschool'] 

24. 連接可迭代對(duì)象中的字符串

在處理字符串時(shí)，有時(shí)需要通過連接列表、元組等可迭代對(duì)象內(nèi)的一系列字符串來創(chuàng)建單個(gè)字符串。這種情況下，可以用所需分隔符調(diào)用的join()函數(shù)。

>>> words = ('Hello','Python', 'Programmers') 
>>> '!'.join(words) 
'Hello!Python!Programmers' 
>>> words_dict = {0: 'zero', 1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'} 
>>> '&'.join(words_dict.values()) 
'zero&one&two&three' 

25. 查找列表中最常見的元素

在用列表記錄一些具有重復(fù)元素的內(nèi)容時(shí)，例如跟蹤一系列游戲的獲勝者，這與查找哪位游戲玩家贏得的次數(shù)最多有關(guān)?？梢酝ㄟ^ max()函數(shù)指定key參數(shù)，對(duì)集合中元素的計(jì)數(shù)來找出最大值。

>>> winnings = ['John','Billy', 'Billy', 'Sam', 'Billy', 'John'] 
>>> max(set(winnings), key = winnings.count) 
'Billy' 

26. 檢驗(yàn)對(duì)象類型

檢驗(yàn)對(duì)象類型是Python內(nèi)省功能的一部分。有時(shí)，在應(yīng)用對(duì)應(yīng)函數(shù)之前，需要知道對(duì)象是否為某種類型。于是，可以用type()函數(shù)或isinstance()函數(shù)，后者更為靈活，可以進(jìn)行一對(duì)多的檢驗(yàn)。

>>> def check_type(number): 
... if type(number) == int: 
... print('do something with anint') 
... if isinstance(number, (int,float)): 
... print('do something with anint or float') 
... 
>>> check_type(5) 
do something with an int 
do something with an int or float 
>>> check_type(4.2) 
do something with an int or float 

27. Any() 函數(shù)

假設(shè)有一張記錄列表，記錄了John到達(dá)工作地點(diǎn)的時(shí)間。如果想知道他這周是否遲到過，那么用any()函數(shù)就十分方便。如果布爾型列表中有一個(gè)元素為True，則any()函數(shù)返回True。

>>> arrival_hours ={'Mon': 8.5, 'Tue': 8.75, 'Wed': 9, 'Thu': 8.5, 'Fri': 8.5} 
>>> arrival_checks = [x>8.75 for x in arrival_hours.values()] 
>>> any(arrival_checks) 
True 

28. 跟蹤列表中元素的頻率

如果還想知道非冠軍玩家在比賽中表現(xiàn)如何，根據(jù)上面的例子，就可以知道第二名和第三名玩家的情況。要想做到這一點(diǎn)，需要找出每位玩家的獎(jiǎng)勵(lì)?？梢杂米值渖墒胶蛶в衛(wèi)ambda函數(shù)功能的sorted()函數(shù)。

>>> winnings = ['John','Billy', 'Billy', 'Sam', 'Billy', 'John'] 
>>> tracked = {item: winnings.count(item) for item in set(winnings)} 
>>> sorted(tracked.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True) 
[('Billy', 3), ('John', 2), ('Sam', 1)] 

29. 集體判斷函數(shù)All()

還是用上面的例子，如果還想知道他一周內(nèi)到達(dá)工作地點(diǎn)的時(shí)間是否都在9:30之前，就可以使用all()函數(shù)。只有布爾型列表中所有的元素均為True時(shí)，all()函數(shù)才返回True。

>>> arrival_checks_all =[x<9.5 for x in arrival_hours.values()] 
>>> all(arrival_checks) 
True 

30. 用With關(guān)鍵字讀取文件

處理文件時(shí)，需要打開文件，處理文件數(shù)據(jù)，然后關(guān)閉文件。如果在使用后沒有關(guān)閉文件，過了一段時(shí)間后，就沒法兒讀取該文件。這種情況下，with 關(guān)鍵字非常有用。如下所示，使用后文件將自動(dòng)關(guān)閉。

>>> withopen('a_file.txt') as file: 
... pass 
... 
>>> file.closed 
True 

本文并不打算把Python編程中的習(xí)慣用法詳盡地羅列出來，只是想給讀者提供一些常見的習(xí)慣用法，日常編碼中都用得到。