Python應(yīng)知小技巧：如何用更少的代碼做更多的事情
Python 是 一種用著很爽的語(yǔ)言。Python也有著很多特性和技巧，可以幫助我們編寫(xiě)更高效、更優(yōu)雅、更易維護(hù)的代碼。下面勇哥將介紹一些我常用的Python代碼優(yōu)化的簡(jiǎn)單小技巧，少寫(xiě)很多代碼。
短路運(yùn)算（Short-circuit operation）
咱們都知道，短路運(yùn)算也就是 ”與 ,或 ,非“ 這幾個(gè)組成。但是有些時(shí)候，我們很多 if-else語(yǔ)句其實(shí)可以使用這種短路運(yùn)算來(lái)簡(jiǎn)寫(xiě)代碼的。
例, 獲取用戶信息，不存在的用戶則返回匿名用戶, 代碼：
def get_user(user):
# 常規(guī)代碼
if user:
return user
return "匿名用戶"
# 短路來(lái)簡(jiǎn)寫(xiě)代碼
def get_user(user):
return user or "匿名用戶"使用短路運(yùn)算處理，那么就只需要一行代碼即可，這樣寫(xiě)也挺易讀的。
切片替代循環(huán)（Slice）
使用切片代替循環(huán)或遞歸來(lái)操作序列。切片是一種用于從一個(gè)序列（如字符串、列表、元組等）中獲取一部分或全部元素的語(yǔ)法。
例，反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，代碼：
# 使用循環(huán)
def reverse(lst):
new_lst = []
for i in range(len(lst) - 1, -1, -1):
new_lst.append(lst[i])
return new_lst
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
print(reverse(lst)) # [5, 4, 3, 2, 1]
# 使用切片
def reverse(lst):
return lst[::-1]
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
print(reverse(lst)) # [5, 4, 3, 2, 1]切片的操作比循環(huán)或遞歸更簡(jiǎn)單并且高效，因?yàn)榍衅腔趦?nèi)置函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，而循環(huán)或遞歸是基于自定義函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
列表推導(dǎo)式（List Comprehension）
列表推導(dǎo)式是一種用于從一個(gè)可迭代對(duì)象（如列表、元組、字典、集合等）創(chuàng)建一個(gè)新的列表的簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法。
例，從一個(gè)列表中篩選出所有的偶數(shù)，并將它們乘以2，代碼：
# 使用普通的循環(huán)
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
new_lst = []
for x in lst:
if x % 2 == 0:
new_lst.append(x * 2)
print(new_lst) # [4, 8, 12]# 使用列表推導(dǎo)式
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
new_lst = [x * 2 for x in lst if x % 2 == 0]
print(new_lst) # [4, 8, 12]一行代碼實(shí)現(xiàn)循環(huán)、條件判斷和賦值等操作，提高了代碼的可讀性和效率，而且運(yùn)行速度也更快（可以思考一下為什么更快）。
生成器表達(dá)式（Generator Expression）
生成器表達(dá)式是一種類似于列表推導(dǎo)式的語(yǔ)法，但是它不會(huì)一次性生成一個(gè)完整的列表，而是返回一個(gè)生成器對(duì)象，可以按需逐個(gè)產(chǎn)生元素。
例，計(jì)算一個(gè)列表中所有偶數(shù)的平方和，代碼：
# 使用普通的循環(huán)
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
sum = 0
for x in lst:
if x % 2 == 0:
sum += x ** 2
print(sum) # 56# 使用生成器表達(dá)式
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
sum = sum(x ** 2 for x in lst if x % 2 == 0)
print(sum) # 56這個(gè)生成器表達(dá)式可以節(jié)省內(nèi)存空間，提高性能，適合處理大量或無(wú)限的數(shù)據(jù)，而且不會(huì)占用額外的內(nèi)存空間，特別適用于讀取大批量的數(shù)據(jù)。當(dāng)然我們也可以用yeild也能做一個(gè)生成器，這個(gè)太東西很牛逼。
枚舉（Enumerate）
枚舉是一種用于同時(shí)獲取可迭代對(duì)象中的元素和索引的函數(shù)。枚舉可以避免使用額外的變量來(lái)記錄索引，提高了代碼的可讀性和效率。
例，打印一個(gè)列表中每個(gè)元素及其對(duì)應(yīng)的索引，代碼：
# 使用普通的循環(huán)
lst = ["a", "b", "c", "d", "e"]
index = 0
for x in lst:
print(index, x)
index += 1
# 輸出：
# 0 a
# 1 b
# 2 c
# 3 d
# 4 e# 使用枚舉
lst = ["a", "b", "c", "d", "e"]
for index, x in enumerate(lst):
print(index, x)
# 輸出：
# 0 a
# 1 b
# 2 c
# 3 d
# 4 e使用枚舉的代碼更加簡(jiǎn)潔和清晰，而且不需要手動(dòng)更新索引。
三元運(yùn)算符（Ternary Operator）
三元運(yùn)算符是一種用于根據(jù)一個(gè)條件表達(dá)式來(lái)選擇兩個(gè)不同的值的簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法。
例，根據(jù)一個(gè)數(shù)字的正負(fù)來(lái)賦值一個(gè)字符串，代碼：
# 使用普通的if-else語(yǔ)句
num = -5
if num > 0:
sign = "positive"
else:
sign = "negative"
print(sign) # negative# 使用三元運(yùn)算符
num = -5
sign = "positive" if num > 0 else "negative"
print(sign) # negative三元運(yùn)算符可以用一行代碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的條件判斷和賦值，提高了代碼的可讀性和效率，而且不需要多余的變量和語(yǔ)句。
字典處理?xiàng)l件判斷
遇到if循環(huán)語(yǔ)句很長(zhǎng)的時(shí)候，其實(shí)可以使用字典來(lái)替代，兩者的執(zhí)行效率沒(méi)有試驗(yàn)過(guò)，感覺(jué)差不了多少。
例， 使用字典來(lái)判斷返回值, 代碼：
# 使用多個(gè)if-elif-else語(yǔ)句
def foo(x):
if x == "a":
return 1
elif x == "b":
return 2
elif x == "c":
return 3
else:
return -1
print(foo("a")) # 1
print(foo("d")) # -1
# 使用字典
def foo(x):
dic = {"a": 1, "b": 2, "c": 3}
return dic.get(x, -1)
print(foo("a")) # 1
print(foo("d")) # -1合理利用字典的get方法，可以減少很多代碼的使用。
裝飾器（Decorator）
裝飾器是一種用于在不修改原函數(shù)定義和調(diào)用的情況下，給函數(shù)添加額外的功能或修改其行為的語(yǔ)法。
例，給一個(gè)函數(shù)添加一個(gè)計(jì)時(shí)的功能，記錄其運(yùn)行時(shí)間，代碼：
# 使用普通的函數(shù)調(diào)用
import time
def foo():
# do something
time.sleep(1)
start = time.time()
foo()
end = time.time()
print(f"foo() took {end - start} seconds to run.") # 使用裝飾器
import time
def timer(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
start = time.time()
result = func(*args, **kwargs)
end = time.time()
print(f"{func.__name__}() took {end - start} seconds to run.")
return result
return wrapper
@timer # 相當(dāng)于 foo = timer(foo)
def foo():
# do something
time.sleep(1)
foo() 裝飾器能做的事太多了，比如flask 框架，真尼瑪裝飾器用到飛天。勇哥也就一般用于實(shí)現(xiàn)一些通用的功能，如日志、緩存、計(jì)時(shí)、權(quán)限檢查等，讓代碼可復(fù)用更強(qiáng)一寫(xiě)。
上下文管理器（Context Manager）
上下文管理器是一種用于在執(zhí)行某些操作之前和之后自動(dòng)執(zhí)行一些預(yù)設(shè)的操作的語(yǔ)法。上下文管理器可以用于實(shí)現(xiàn)一些資源管理的功能，
例如，打開(kāi)一個(gè)文件，讀取其內(nèi)容，并在完成后自動(dòng)關(guān)閉文件，代碼：
# 使用普通的try-finally語(yǔ)句
file = open("test.txt", "r")
try:
content = file.read()
print(content)
finally:
file.close()# 使用上下文管理器
with open("test.txt", "r") as file:
content = file.read()
print(content)使用上下文管理器我們一般用于 打開(kāi)和關(guān)閉文件、獲取和釋放鎖、連接和斷開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)等。代碼的安全性問(wèn)題和可讀性也很好處理。
Lambda 表達(dá)式（Lambda Expression）
lambda表達(dá)式（代替簡(jiǎn)單的函數(shù)定義來(lái)創(chuàng)建匿名函數(shù)。lambda表達(dá)式是一種用于定義一個(gè)只有一行代碼的函數(shù)的簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法。
例，處理排序sorted，指定字段，代碼：
lst = [9,2,3,4,5,5,1,2,3]
# 不使用lambda表達(dá)式
def add(item):
return item
print(sorted(add, item))
# 使用lambda表達(dá)式
print(sorted(lst, key=lambda x:x))lambda表達(dá)式我們一般用來(lái)實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的功能，如排序、過(guò)濾、映射等。使用匿名函數(shù)，代碼有時(shí)候少寫(xiě)一些外，還有一點(diǎn)就是 lambda 表達(dá)式用完就會(huì)在內(nèi)存中舍棄，也挺好。
map 函數(shù)
map函數(shù)代替循環(huán)來(lái)對(duì)可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素應(yīng)用一個(gè)函數(shù)。map函數(shù)是一種用于將一個(gè)函數(shù)作用于一個(gè)可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素，并返回一個(gè)新的可迭代對(duì)象的函數(shù)。
例，將一批字符列表字符串轉(zhuǎn)數(shù)字列表，代碼：
# 不使用map函數(shù)
lst = ["1", "2", "3", "4", "5"]
new_lst = []
for x in lst:
new_lst.append(int(x))
print(new_lst) # [1, 2, 3, 4, 5]
# 使用map函數(shù)
lst = ["1", "2", "3", "4", "5"]
new_lst = list(map(int, lst))
print(new_lst) # [1, 2, 3, 4, 5]是不是看起來(lái)代碼又少了很多，而且這種內(nèi)置函數(shù)，一般速度都比咱們自己寫(xiě)的代碼運(yùn)行效率高，基于這個(gè)強(qiáng)大的高階函數(shù)，我們可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)一些批量處理的功能，如類型轉(zhuǎn)換、格式化、計(jì)算，數(shù)據(jù)合并等。
filter 函數(shù)
filter函數(shù)代替循環(huán)來(lái)從可迭代對(duì)象中篩選出滿足一個(gè)條件的元素。filter函數(shù)是一種用于將一個(gè)條件函數(shù)作用于一個(gè)可迭代對(duì)象中的每個(gè)元素，并返回一個(gè)只包含滿足條件元素的新的可迭代對(duì)象的函數(shù)。
例，從一個(gè)列表中挑選符合要求的數(shù)據(jù)出來(lái)組成另一個(gè)列表，代碼：
# 不使用filter函數(shù)
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
new_lst = []
for x in lst:
if x % 2 == 0:
new_lst.append(x)
print(new_lst) # [2, 4]
# 使用filter函數(shù)
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
new_lst = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, lst))
print(new_lst) # [2, 4]filter函數(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)一些篩選和過(guò)濾的功能，如刪除空值、去重、選擇子集等，也是一個(gè)很牛的高階函數(shù)。
@properyt 裝飾器
@property 裝飾器有些時(shí)候可以用來(lái)替代 geter和setter 方法來(lái)管理類書(shū)信。這個(gè)裝飾器裝飾的函數(shù)會(huì)轉(zhuǎn)為一個(gè)屬性的語(yǔ)法，可以在訪問(wèn)和修改屬性的時(shí)候，執(zhí)行一些額外的操作，不用顯式調(diào)用。
例，對(duì)類屬性的修改與獲取, 代碼：
# 不使用@property裝飾器
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def get_name(self):
return self.name
def set_name(self, name):
if not isinstance(name, str):
raise TypeError("name must be a string")
self.name = name
def get_age(self):
return self.age
def set_age(self, age):
if not isinstance(age, int):
raise TypeError("age must be an integer")
if age < 0 or age > 150:
raise ValueError("age must be between 0 and 150")
self.age = age
p = Person("kira", 40) # 實(shí)例化
print(p.get_name()) # kira
print(p.get_age()) # 40
p.set_name("勇哥")
p.set_age(35)
print(p.get_name()) # 勇哥
print(p.get_age()) # 35
# 使用@property裝飾器
class Person:
def __init__(self, name, age):
self._name = name
self._age = age
@property
def name(self):
return self._name
@name.setter
def name(self, name):
if not isinstance(name, str):
raise TypeError("name must be a string")
self._name = name
@property
def age(self):
return self._age
@age.setter
def age(self, age):
if not isinstance(age, int):
raise TypeError("age must be an integer")
if age < 0 or age > 150:
raise ValueError("age must be between 0 and 150")
self._age = age
p = Person("kira", 30)
print(p.name) # kira
print(p.age) # 30
p.name = "勇哥"
p.age = 35
print(p.name) # 勇哥
print(p.age) # 35從上面的代碼，我們就可以了解到@property 可以做的事就很多了，比如實(shí)現(xiàn)屬性管理，數(shù)據(jù)驗(yàn)證，類型轉(zhuǎn)換，緩存... 可讀性和安全性也不錯(cuò).
slots屬性
來(lái)到本文的最后一個(gè)要分享的 __slots__ 屬性，這個(gè)事用來(lái)指定一個(gè)類可以有那些屬性的語(yǔ)法，可以用來(lái)替代一下__dict__ 來(lái)節(jié)省類的內(nèi)存空間，因?yàn)樗苊饬私o每個(gè)實(shí)例創(chuàng)建一個(gè) __dict__ 屬性來(lái)存儲(chǔ)所有屬性和值。一般用于內(nèi)存優(yōu)化。
例，指定一個(gè)類實(shí)例時(shí)只有指定的屬性，代碼：
# 不使用__slots__屬性
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
p = Person("勇哥", 90)
print(p.__dict__)
print(p.__sizeof__()) 輸出：
{'name': '測(cè)試玩家勇哥', 'age': 90}
32# 使用__slots__屬性
class Person:
# 指定該類只能擁有name和age兩個(gè)屬性
__slots__ = ("name", "age")
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
p = Person("Alice", 20)
print(p.__sizeof__())
print(p.__dict__) 輸出：
Traceback (most recent call last):
File "D:\app\apitest\debug\ts.py", line 82, in <module>
print(p.__dict__) # AttributeError: 'Person' object has no attribute '__dict__'
AttributeError: 'Person' object has no attribute '__dict__'
32很明顯，這個(gè)類已經(jīng)沒(méi)有了__dict__屬性了，也就是可以減少內(nèi)存占用，提高訪問(wèn)速度這種玩意，但是也有不好的地方，比如不能多重繼承了，也不能添加新屬性。要打印出來(lái)你限制的屬性也就只能dir 或者 getter來(lái)獲取了?？傊』锇閭兛粗褂冒伞?/p>
