Python剛?cè)腴T愛犯的幾大錯(cuò)誤:快笑死人了
不管是在學(xué)習(xí)還是工作過程中,人都會(huì)犯錯(cuò)。雖然Python的語法簡單、靈活,但也一樣存在一些不小的坑,一不小心,初學(xué)者和資深Python程序員都有可能會(huì)栽跟頭。本文是Toptal網(wǎng)站的程序員梳理的10大常見錯(cuò)誤,非常有參考意義。大家在開發(fā)過程中需要格外注意。
常見錯(cuò)誤1:錯(cuò)誤地將表達(dá)式作為函數(shù)的默認(rèn)參數(shù)
在Python中,我們可以為函數(shù)的某個(gè)參數(shù)設(shè)置默認(rèn)值,使該參數(shù)成為可選參數(shù)。雖然這是一個(gè)很好的語言特性,但是當(dāng)默認(rèn)值是可變類型時(shí),也會(huì)導(dǎo)致一些令人困惑的情況。我們來看看下面這個(gè)Python函數(shù)定義:
Python程序員常犯的一個(gè)錯(cuò)誤,就是想當(dāng)然地認(rèn)為:在每次調(diào)用函數(shù)時(shí),如果沒有為可選參數(shù)傳入值,那么這個(gè)可選參數(shù)就會(huì)被設(shè)置為指定的默認(rèn)值。在上面的代碼中,你們可能覺得重復(fù)調(diào)用foo()函數(shù)應(yīng)該會(huì)一直返回'baz',因?yàn)槟銈兡J(rèn)每次foo()
函數(shù)執(zhí)行時(shí)(沒有指定bar
變量的值),bar
變量都被設(shè)置為[](也就是,一個(gè)新的空列表)。
但是,實(shí)際運(yùn)行結(jié)果卻是這樣的:
很奇怪吧?為什么每次調(diào)用foo()
函數(shù)時(shí),都會(huì)把"baz"這個(gè)默認(rèn)值添加到已有的列表中,而不是重新創(chuàng)建一個(gè)新的空列表呢?
答案就是,可選參數(shù)默認(rèn)值的設(shè)置在Python中只會(huì)被執(zhí)行一次,也就是定義該函數(shù)的時(shí)候。因此,只有當(dāng)foo()
函數(shù)被定義時(shí),bar
參數(shù)才會(huì)被初始化為默認(rèn)值(也就是,一個(gè)空列表),但是之后每次foo()
函數(shù)被調(diào)用時(shí),都會(huì)繼續(xù)使用bar
參數(shù)原先初始化生成的那個(gè)列表。
當(dāng)然,一個(gè)常見的解決辦法就是:
常見問題2:錯(cuò)誤地使用類變量
我們來看下面這個(gè)例子:
這個(gè)結(jié)果很正常。
嗯,結(jié)果和預(yù)計(jì)的一樣。
在Python語言中,類變量是以字典的形式進(jìn)行處理的,并且遵循方法解析順序(Method Resolution Order,MRO)。因此,在上面的代碼中,由于類C中并沒有x
這個(gè)屬性,解釋器將會(huì)查找它的基類(base class,盡管Python支持多重繼承,但是在這個(gè)例子中,C的基類只有A)。換句話說,C并不沒有獨(dú)立于A、真正屬于自己的x
屬性。所以,引用C.x
實(shí)際上就是引用了A.x
。如果沒有處理好這里的關(guān)系,就會(huì)導(dǎo)致示例中出現(xiàn)的這個(gè)問題。
常見錯(cuò)誤3:錯(cuò)誤地指定異常代碼塊(exception block)的參數(shù)
請(qǐng)看下面這段代碼:
這段代碼的問題在于,except
語句并不支持以這種方式指定異常。在Python 2.x中,需要使用變量e
將異常綁定至可選的第二個(gè)參數(shù)中,才能進(jìn)一步查看異常的情況。因此,在上述代碼中,except
語句并沒有捕獲IndexError異常;而是將出現(xiàn)的異常綁定到了一個(gè)名為IndexError
的參數(shù)中。
要想在except
語句中正確地捕獲多個(gè)異常,則應(yīng)將第一個(gè)參數(shù)指定為元組,然后在元組中寫下希望捕獲的異常類型。另外,為了提高可移植性,請(qǐng)使用as
關(guān)鍵詞,Python 2和Python 3均支持這種用法。
常見錯(cuò)誤4:錯(cuò)誤理解Python中的變量名解析
Python中的變量名解析遵循所謂的LEGB
原則,也就是“L:本地作用域;E:上一層結(jié)構(gòu)中def或lambda的本地作用域;G:全局作用域;B:內(nèi)置作用域”(Local,Enclosing,Global,Builtin),按順序查找。看上去是不是很簡單?不過,事實(shí)上這個(gè)原則的生效方式還是有著一些特殊之處。說到這點(diǎn),我們就不得不提下面這個(gè)常見的Python編程錯(cuò)誤。請(qǐng)看下面的代碼:
出了什么問題?
上述錯(cuò)誤的出現(xiàn),是因?yàn)楫?dāng)你在某個(gè)作用域內(nèi)為變量賦值時(shí),該變量被Python解釋器自動(dòng)視作該作用域的本地變量,并會(huì)取代任何上一層作用域中相同名稱的變量。
正是因?yàn)檫@樣,才會(huì)出現(xiàn)一開始好好的代碼,在某個(gè)函數(shù)內(nèi)部添加了一個(gè)賦值語句之后卻出現(xiàn)了UnboundLocalError
,難怪會(huì)讓許多人吃驚。
在使用列表時(shí),Python程序員尤其容易陷入這個(gè)圈套。
請(qǐng)看下面這個(gè)代碼示例:
呃?為什么函數(shù)foo1
運(yùn)行正常,foo2
卻出現(xiàn)了錯(cuò)誤?
答案與上一個(gè)示例相同,但是卻更難捉摸清楚。foo1
函數(shù)并沒有為lst
變量進(jìn)行賦值,但是foo2
卻有賦值。我們知道,lst += [5]
只是lst = lst + [5]
的簡寫,從中我們就可以看出,foo2
函數(shù)在嘗試為lst
賦值(因此,被Python解釋器認(rèn)為是函數(shù)本地作用域的變量)。但是,我們希望為lst
賦的值卻又是基于lst
變量本身(這時(shí),也被認(rèn)為是函數(shù)本地作用域內(nèi)的變量),也就是說該變量還沒有被定義。這才出現(xiàn)了錯(cuò)誤。
常見錯(cuò)誤5:在遍歷列表時(shí)更改列表
下面這段代碼的問題應(yīng)該算是十分明顯:
在遍歷列表或數(shù)組的同時(shí)從中刪除元素,是任何經(jīng)驗(yàn)豐富的Python開發(fā)人員都會(huì)注意的問題。但是盡管上面的示例十分明顯,資深開發(fā)人員在編寫更為復(fù)雜代碼的時(shí)候,也很可能會(huì)無意之下犯同樣的錯(cuò)誤。
幸運(yùn)的是,Python語言融合了許多優(yōu)雅的編程范式,如果使用得當(dāng),可以極大地簡化代碼。簡化代碼還有一個(gè)好處,就是不容易出現(xiàn)在遍歷列表時(shí)刪除元素這個(gè)錯(cuò)誤。能夠做到這點(diǎn)的一個(gè)編程范式就是列表解析式。而且,列表解析式在避免這個(gè)問題方面尤其有用,下面用列表解析式重新實(shí)現(xiàn)上面代碼的功能:
常見錯(cuò)誤6:不理解Python在閉包中如何綁定變量
請(qǐng)看下面這段代碼:
你可能覺得輸出結(jié)果應(yīng)該是這樣的:
但是,實(shí)際的輸出結(jié)果卻是:
嚇了一跳吧!
這個(gè)結(jié)果的出現(xiàn),主要是因?yàn)镻ython中的遲綁定(late binding )機(jī)制,即閉包中變量的值只有在內(nèi)部函數(shù)被調(diào)用時(shí)才會(huì)進(jìn)行查詢。因此,在上面的代碼中,每次create_multipliers()
所返回的函數(shù)被調(diào)用時(shí),都會(huì)在附近的作用域中查詢變量i的值(而到那時(shí),循環(huán)已經(jīng)結(jié)束,所以變量i最后被賦予的值為4)。
要解決這個(gè)常見Python問題的方法中,需要使用一些hack技巧:
請(qǐng)注意!我們?cè)谶@里利用了默認(rèn)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)lambda匿名函數(shù)。有人可能認(rèn)為這樣做很優(yōu)雅,有人會(huì)覺得很巧妙,還有人會(huì)嗤之以鼻。但是,如果你是一名Python程序員,不管怎樣你都應(yīng)該要了解這種解決方法。
常見錯(cuò)誤7:模塊之間出現(xiàn)循環(huán)依賴(circular dependencies)
假設(shè)你有兩個(gè)文件,分別是a.py
和b.py
,二者相互引用,如下所示:
a.py
文件中的代碼:
b.py
文件中的代碼:
首先,我們嘗試導(dǎo)入a.py
模塊:
代碼運(yùn)行正常。也許這出乎了你的意料。畢竟,我們這里存在循環(huán)引用這個(gè)問題,想必應(yīng)該是會(huì)出現(xiàn)問題的,難道不是嗎?
答案是,僅僅存在循環(huán)引用的情況本身并不會(huì)導(dǎo)致問題。如果一個(gè)模塊已經(jīng)被引用了,Python可以做到不再次進(jìn)行引用。但是如果每個(gè)模塊試圖訪問其他模塊定義的函數(shù)或變量的時(shí)機(jī)不對(duì),那么你就很可能陷入困境。
那么回到我們的示例,當(dāng)我們導(dǎo)入a.py
模塊時(shí),它在引用b.py
模塊時(shí)是不會(huì)出現(xiàn)問題的,因?yàn)?code>b.py模塊在被引用時(shí),并不需要訪問在a.py
模塊中定義的任何變量或函數(shù)。b.py
模塊中對(duì)a模塊唯一的引用,就是調(diào)用了a模塊的foo()
函數(shù)。但是那個(gè)函數(shù)調(diào)用發(fā)生在g()
函數(shù)當(dāng)中,而a.py
或b.py
模塊中都沒有調(diào)用g()
函數(shù)。所以,不會(huì)出現(xiàn)問題。
但是,如果我們?cè)囍鴮?dǎo)入b.py
模塊呢(即之前沒有引用a.py
模塊的前提下):
糟糕。情況不太妙!這里的問題是,在導(dǎo)入b.py
的過程中,它試圖引用a.py
模塊,而a.py
模塊接著又要調(diào)用foo()
函數(shù),這個(gè)foo()
函數(shù)接著又試圖去訪問b.x
變量。但是這個(gè)時(shí)候,b.x
變量還沒有被定義,所以才出現(xiàn)了AttributeError異常。
解決這個(gè)問題有一種非常簡單的方法,就是簡單地修改下b.py
模塊,在g()
函數(shù)內(nèi)部才引用a.py
:
現(xiàn)在我們?cè)賹?dǎo)入b.py
模塊的話,就不會(huì)出現(xiàn)任何問題了:
常見錯(cuò)誤8:模塊命名與Python標(biāo)準(zhǔn)庫模塊名沖突
Python語言的一大優(yōu)勢,就是其本身自帶的強(qiáng)大標(biāo)準(zhǔn)庫。但是,正因?yàn)槿绱耍绻悴蝗タ桃庾⒁獾脑挘阋彩怯锌赡転樽约旱哪K取一個(gè)和Python自帶標(biāo)準(zhǔn)庫模塊相同的名字(例如,如果你的代碼中有一個(gè)模塊叫email.py
,那么這就會(huì)與Python標(biāo)準(zhǔn)庫中同名的模塊相沖突。)
這很可能會(huì)給你帶來難纏的問題。舉個(gè)例子,在導(dǎo)入模塊A的時(shí)候,假如該模塊A試圖引用Python標(biāo)準(zhǔn)庫中的模塊B,但卻因?yàn)槟阋呀?jīng)有了一個(gè)同名模塊B,模塊A會(huì)錯(cuò)誤地引用你自己代碼中的模塊B,而不是Python標(biāo)準(zhǔn)庫中的模塊B。這也是導(dǎo)致一些嚴(yán)重錯(cuò)誤的原因。
因此,Python程序員要格外注意,避免使用與Python標(biāo)準(zhǔn)庫模塊相同的名稱。畢竟,修改自己模塊的名稱比提出PEP提議修改上游模塊名稱且讓提議通過,要來得容易的多。
常見錯(cuò)誤9:未能解決Python 2與Python 3之間的差異
假設(shè)有下面這段代碼:
如果是Python 2,那么代碼運(yùn)行正常:
但是現(xiàn)在,我們換成Python 3再運(yùn)行一遍:
這到底是怎么回事?這里的“問題”是,在Python 3中,異常對(duì)象在except
代碼塊作用域之外是無法訪問的。(這么設(shè)計(jì)的原因在于,如果不這樣的話,堆棧幀中就會(huì)一直保留它的引用循環(huán),直到垃圾回收器運(yùn)行,將引用從內(nèi)存中清除。)
避免這個(gè)問題的一種方法,就是在except
代碼塊的作用域之外,維持一個(gè)對(duì)異常對(duì)象的引用(reference),這樣異常對(duì)象就可以訪問了。下面這段代碼就使用了這種方法,因此在Python 2和Python 3中的輸出結(jié)果是一致的:
在Python 3下運(yùn)行代碼:
太棒了!
常見錯(cuò)誤10:錯(cuò)誤使用del方法
假設(shè)你在mod.py
的文件中編寫了下面的代碼:
之后,你在another_mod.py
文件中進(jìn)行如下操作:
如果你運(yùn)行another_mod.py
模塊的話,將會(huì)出現(xiàn)AttributeError異常。
為什么?因?yàn)楫?dāng)解釋器結(jié)束運(yùn)行的時(shí)候,該模塊的全局變量都會(huì)被設(shè)置為None
。因此,在上述示例中,當(dāng)__del__
方法被調(diào)用之前,foo
已經(jīng)被設(shè)置成了None
。
要想解決這個(gè)有點(diǎn)棘手的Python編程問題,其中一個(gè)辦法就是使用atexit.register()
方法。這樣的話,當(dāng)你的程序執(zhí)行完成之后(即正常退出程序的情況下),你所指定的處理程序就會(huì)在解釋器關(guān)閉之前運(yùn)行。
應(yīng)用了上面這種方法,修改后的mod.py
文件可能會(huì)是這樣子的:
這種實(shí)現(xiàn)支持在程序正常終止時(shí)干凈利落地調(diào)用任何必要的清理功能。很明顯,上述示例中將會(huì)由foo.cleanup
函數(shù)來決定如何處理self.myhandle
所綁定的對(duì)象。
綜述
Python是一門強(qiáng)大而又靈活的編程語言,提供的許多編程機(jī)制和范式可以極大地提高工作效率。但是與任何軟件工具或語言一樣,如果對(duì)該語言的能力理解有限或無法欣賞,那么有時(shí)候自己反而會(huì)被阻礙,而不是受益了。正如一句諺語所說,“自以為知道夠多,但實(shí)則會(huì)給自己或別人帶來危險(xiǎn)”(knowing enough to be dangerous)。(譯者注:這句諺語的意思是,自以為已經(jīng)對(duì)某件事情了解足夠,但在實(shí)際去執(zhí)行或?qū)嵤r(shí),卻會(huì)給自己和別人帶來危險(xiǎn)。)
不斷地熟悉Python語言的一些細(xì)微之處,尤其是本文中提到的10大常見錯(cuò)誤,將會(huì)幫助你有效地使用這門語言,同時(shí)也能避免犯一些比較常見的錯(cuò)誤。