Python 3000字編程風(fēng)格指南
今天討論 Python 編程風(fēng)格,如何寫出更加Pythonic的代碼是本篇討論的話題。
基本目錄結(jié)構(gòu):
- 1 基本編程習(xí)慣
- 1.1 多余的空格
- 1.2 是否為 None 判斷
- 1.3 lamda 表達(dá)式
- 1.4 最小化受保護(hù)代碼
- 1.5 保持邏輯完整性
- 1.6 使用語義更加明確的方法
- 2 EAFP 防御編程風(fēng)格
- 3 LBYL 防御編程風(fēng)格
- 3.1 程序每次運(yùn)行都要檢查
- 3.2 很難一次考慮所有可能異常
- 3.3 代碼的可讀性下降
1 基本編程習(xí)慣
Python代碼的編程習(xí)慣主要參考PEP8:
https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/
里面主要包括如每行代碼長度不超過80,函數(shù)間空一行等。同時,我們可以使用一些好用的小工具輔助我們寫出更加符合習(xí)慣的Python代碼,如flake8等小插件。
結(jié)合以上這些參考資料和工具,我們這篇專題總結(jié)就不會過多去講語法相關(guān)的格式化。而是更多精力放在一些典型的、常用的對比分析上,告訴大家常用的代碼書寫習(xí)慣,哪些寫法不夠符合習(xí)慣等。
1.1 多余的空格
以下函數(shù)賦值符合習(xí)慣:
- foo(a, b=0, {'a':1,'b':2}, (10,))
但是,下面出現(xiàn)的多余空格都不符合習(xí)慣:
- # 這些空格都是多余的
- foo ( a, b = 0, { 'a':1, 'b':2 }, (10, ))
下面代碼,有空格又更符合習(xí)慣:
- i += 1
- num = num**2 + 1
- def foo(nums: List)
尤其容易忽略的一個空格,增加函數(shù)元信息時要有一個空格:
- def foo(nums: list): # 此處根據(jù)官方建議nums: list間要留有一個空格
- pass
1.2 是否為 None 判斷
判斷某個對象是否為None,下面符合習(xí)慣:
- if arr is None:
- pass
- if arr is not None:
- pass
下面寫法不符合習(xí)慣,一般很少見:
- if arr == None:
- pass
特別的,對于list,tuple,set,dict,str等對象,使用下面方法判斷是否為None更加符合習(xí)慣:
- if not arr: #為 None 時,滿足條件
- pass
- if arr: # 不為 None 時,滿足條件
- pass
1.3 lamda 表達(dá)式
lambda 表達(dá)式適合一些key參數(shù)賦值等,一般不習(xí)慣這么寫:
- f = lambda i: i&1
下面寫法更加符合習(xí)慣:
- def is_odd(i): return i&1
1.4 最小化受保護(hù)代碼
要想代碼更健壯,我們一般都做防御性的工作,最小化受保護(hù)的代碼更加符合習(xí)慣,如下為了防御鍵不存在問題,加一個try:
- try:
- val = d['c']
- except KeyError:
- print('c' not existence)
上面寫法是合理的,但是下面代碼在捕獲KeyError時,又嵌套一個函數(shù)是不符合習(xí)慣的:
- try:
- val = foo(d['c']) # 這樣寫也會捕獲foo函數(shù)中的KeyError異常
- except KeyError:
- print('c' not existence)
這樣寫也會捕獲foo函數(shù)中的KeyError異常,不符合習(xí)慣。
1.5 保持邏輯完整性
根據(jù)官方指南,只有if邏輯return,而忽視可能的x為負(fù)時的else邏輯,不可?。?/p>
- def foo(x):
- if x >= 0:
- return math.sqrt(x)
建議寫法:
- def foo(x):
- if x >= 0:
- return math.sqrt(x)
- else:
- return None
或者這樣寫:
- def foo(x):
- if x < 0:
- return None
- return math.sqrt(x)
所以,不要為了刻意追求代碼行數(shù)最少,而忽視使用習(xí)慣。
1.6 使用語義更加明確的方法
判斷字符串是否以ize結(jié)尾時,不建議這樣寫:
- if s[-3:] == 'ize':
- print('ends ize')
使用字符串的endswith方法判斷是否以什么字符串結(jié)尾,顯然可讀性更好:
- if s.endswith('ize'):
- print('ends ize')
以上這些只要平時多加注意,理解起來不是問題。其實除了PEP8指定的這些代碼編寫習(xí)慣外,還有一種與代碼健壯性息息相關(guān)的編程風(fēng)格,今天重點介紹這方面的編程習(xí)慣。
2 EAFP 防御編程風(fēng)格
為了提升代碼的健壯性,我們要做防御性編程,Python中的try和except就是主要用來做這個:
- d = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}
- try:
- val = d['c']
- except KeyError:
- print('key not existence')
try塊中代碼是受保護(hù)的,如果鍵不存在,except捕獲到KeyError異常,并處理這個異常信息。
而下面的代碼,一旦從字典中獲取不存在的鍵,如果沒有任何try保護(hù),則程序直接中斷在這里,表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是app直接掛掉或閃退,這顯然非常不友好。
- d = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}
- val = d['c']
再舉一個try和except使用的例子,如果目錄已存在則觸發(fā)OSError異常,并通過except捕獲到然后在塊里面做一些異常處理邏輯。
- import os
- try:
- os.makedirs(path)
- except OSError as exception:
- if exception.errno != errno.EEXIST:
- raise # PermissionError 等異常
- else:
- # path 目錄已存在
以上這種使用try和except的防御性編程風(fēng)格,在Python中有一個比較抽象的名字:EAFP
它的全稱為:
- Easier to Ask for Forgiveness than Permission.
沒必要糾結(jié)上面這句話的哲學(xué)含義。
知道在編程方面的指代意義就行:首先相信程序會正確執(zhí)行,然后如果出錯了我們再處理錯誤。
使用try和except這種防御風(fēng)格,優(yōu)點明顯,try里只寫我們的業(yè)務(wù)邏輯,except里寫異常處理邏輯,幾乎無多余代碼,Python指南里也提倡使用這種風(fēng)格。
但是任何事物都有兩面性,這種寫法也不例外。那么,EAFP防御風(fēng)格有何問題呢?它主要會帶來一些我們不想出現(xiàn)的副作用。
舉一個例子,如下try塊里的邏輯:出現(xiàn)某種情況修改磁盤的csv文件里的某個值,這些邏輯都順利完成,但是走到下面這句代碼時程序出現(xiàn)異常,進(jìn)而被except捕獲,然后做一些異常處理:
- try:
- if condition:
- revise_csv # 已經(jīng)污染csv文件
- do_something # 觸發(fā)異常
- except Exception:
- handle_exception
由于try塊里的邏輯分為兩步執(zhí)行,它們不是一個原子操作,所以首先修改了csv文件,但是do_something卻出現(xiàn)異常,導(dǎo)致污染csv文件。
其實,除了以上EAFP防御性編程風(fēng)格外,還有一種編程風(fēng)格與它截然不同,它雖然能很好的解決EAFP的副作用,但是缺點更加明顯,所以Python中不太提倡大量的使用此種風(fēng)格。
3 LBYL 防御編程風(fēng)格
再介紹另一種編程風(fēng)格:LBYL
它的特點:指在執(zhí)行正常的業(yè)務(wù)邏輯前做好各種可能出錯檢查,需要寫一個又一個的if和else邏輯。
如EAFP風(fēng)格的代碼:
- d = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}
- try:
- val = d['c']
- except KeyError:
- print('key not existence')
使用LBYL來寫就是如下這樣:
- if 'c' in d:
- val = d['c']
- else:
- print('key not existence')
EAFP風(fēng)格的代碼如下:
- import os
- try:
- os.makedirs(path)
- except OSError as exception:
- if exception.errno != errno.EEXIST:
- raise # PermissionError 等異常
- else:
- # path 目錄已存在
使用LBYL來寫就是如下這樣:
- import os
- if not os.path.isdir(path):
- print('不是一個合法路徑')
- else:
- if not os.path.exists(path):
- os.makedirs(path)
- else:
- print('路徑已存在')
通過以上兩個例子,大家可以看出LBYL風(fēng)格和EAFP風(fēng)格迥異。
LBYL的代碼if和else較多,這種風(fēng)格會有以下缺點。
3.1 程序每次運(yùn)行都要檢查
程序每次運(yùn)行都要檢查,不管程序是不是真的會觸發(fā)這些異常。
- if 'c' in d: # 每次必做檢查
- val = d['c']
- if not os.path.isdir(path): # 每次必做檢查
- print('不是一個合法路徑')
- else:
- if not os.path.exists(path): # 每次必做檢查
- os.makedirs(path)
- else:
- print('路徑已存在')
3.2 很難一次考慮所有可能異常
很難一次性考慮到所有可能的異常,更讓人頭疼的事情是,一旦遺漏某些異常情況,錯誤經(jīng)常不在出現(xiàn)的地方,而在很外層的一個調(diào)用處。這就會導(dǎo)致我們花很多時間調(diào)試才能找到最終出錯的地方。
- def f1
- if con1:
- # do1
- if con2:
- # do2
- # 但是遺漏了情況3,未在f1函數(shù)中報異常
3.3 代碼的可讀性下降
要寫很多與主邏輯無關(guān)的if-else,程序真正的邏輯就變得難以閱讀。最后導(dǎo)致我們很難看出這個只是判斷,還是程序邏輯/業(yè)務(wù)的判斷。但是,如果用try-catch,那么try代碼塊里面可以只寫程序的邏輯,在except里面處理所有的異常。
結(jié)論:就Python語言,推薦使用EAFP風(fēng)格,個別受保護(hù)的塊,若無法實現(xiàn)原子操作的地方可以使用LBYL風(fēng)格。