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掌握这56个Python的使用技巧,你已经入门Python了!(二)

编辑:009     时间:2020-02-18

29. 隐藏特性 12,用切片来删除序列的某一段

当然用 del a[1:4] 也是可以的,去除偶数项(偶数索引的):

30. 隐藏特性 13,isinstance可以接收一个元组

这个真的鲜为人知, 我们可以用 isinstance(x, (float, int)) 来判断 x 是不是数,也就是那个元组里面是 或 的关系,只要是其中一个的实例就返回 True。

31. 让关键代码依赖于外部包

虽然Python让许多编程任务变得容易,但它可能并不总能为紧急的任务提供最佳性能。你可以为紧急的任务使用C、C++或机器语言编写的外部包,这样可以提高应用程序的性能。这些包都是不能跨平台的,这意味着你需要根据你正在使用的平台,寻找合适的包。简而言之,这个方案放弃了一些应用程序的可移植性,以换取只有在特定主机上直接编程才能获得的程序性能。这里有一些你应该考虑加入到你的“性能兵工厂”的包:

Cython

PyInlne

PyPy

Pyrex

这些包以不同的方式提高性能。例如,Pyrex能够扩展Python所能做的事情,例如使用C的数据类型来让内存任务更加有效或直接。PyInIne让你在Python应用程序中直接使用C代码。程序中的内联代码单独编译,但它在利用C语言所能提供的效率的同时,也让所有的代码都在同一个地方。

32. 排序时使用键(key)

有很多老的Python排序代码,它们在你创建一个自定义的排序时花费你的时间,但在运行时确实能加速执行排序过程。元素排序的最好方法是尽可能使用键(key)和默认的sort()排序方法。例如,考虑下面的代码:

每一个实例中,根据你选择的作为key参数部分的索引,数组进行了排序。类似于利用数字进行排序,这种方法同样适用于利用字符串排序。

33. 优化循环

每种编程语言都会强调需要优化循环。当使用Python的时候,你可以依靠大量的技巧使得循环运行得更快。然而,开发者经常漏掉的一个方法是:避免在一个循环中使用点操作。例如,考虑下面的代码:

每一次你调用方法str.upper,Python都会求该方法的值。然而,如果你用一个变量代替求得的值,值就变成了已知的,Python就可以更快地执行任务。优化循环的关键,是要减少Python在循环内部执行的工作量,因为Python原生的解释器在那种情况下,真的会减缓执行的速度。

(注意:优化循环的方法有很多,这只是其中的一个。例如,许多程序员都会说,列表推导是在循环中提高执行速度的最好方式。这里的关键是,优化循环是程序取得更高的执行速度的更好方式之一。)

34. 尝试多种编码方法

如果每次你创建一个应用程序都是用相同的编码方法,几乎肯定会导致一些你的应用程序比它能够达到的运行效率慢的情况。作为分析过程的一部分,你可以尝试一些实验。例如,在一个字典中管理一些元素,你可以采用安全的方法确定元素是否已经存在并更新,或者你可以直接添加元素,然后作为异常处理该元素不存在情况。考虑第一个编码的例子:

这段代码通常会在myDict开始为空时运行得更快。然而,当mydict通常被数据填充(或者至少大部分被充填)时,另一种方法效果更好。

两种情况下具有相同的输出:{‘d’: 4, ‘c’: 4, ‘b’: 4, ‘a’: 4}。唯一的不同是这个输出是如何得到的。跳出固定的思维模式,创造新的编码技巧,能够帮助你利用你的应用程序获得更快的结果。

35. 使用列表推导式

一个列表推导式包含以下几个部分:

一个输入序列

一个表示输入序列成员的变量

一个可选的断言表达式

一个将输入序列中满足断言表达式的成员变换成输出列表成员的输出表达式

而如果使用filter、lambda和map函数,则能够将代码大大简化:

列表推导也可能会有一些负面效应,那就是整个列表必须一次性加载于内存之中,这对上面举的例子而言不是问题,甚至扩大若干倍之后也都不是问题。但是总会达到极限,内存总会被用完。

针对上面的问题,生成器(Generator)能够很好的解决。生成器表达式不会一次将整个列表加载到内存之中,而是生成一个生成器对象(Generator objector),所以一次只加载一个列表元素。

生成器表达式同列表推导式有着几乎相同的语法结构,区别在于生成器表达式是被圆括号包围,而不是方括号:

这比列表推导效率稍微提高一些,让我们再一次改造一下代码:

除非特殊的原因,应该经常在代码中使用生成器表达式。但除非是面对非常大的列表,否则是不会看出明显区别的。 再来看一个通过两阶列表推导式遍历目录的例子:

36. 装饰器(Decorators)

装饰器为我们提供了一个增加已有函数或类的功能的有效方法。听起来是不是很像Java中的面向切面编程(Aspect-Oriented Programming)概念?两者都很简单,并且装饰器有着更为强大的功能。举个例子,假定你希望在一个函数的入口和退出点做一些特别的操作(比如一些安全、追踪以及锁定等操作)就可以使用装饰器。

装饰器是一个包装了另一个函数的特殊函数:主函数被调用,并且其返回值将会被传给装饰器,接下来装饰器将返回一个包装了主函数的替代函数,程序的其他部分看到的将是这个包装函数。

37. 上下文管理库(ContextLib)

contextlib模块包含了与上下文管理器和with声明相关的工具。通常如果你想写一个上下文管理器,则你需要定义一个类包含__enter__方法以及__exit__方法,例如:

完整的例子在此:

上下文管理器被with声明所激活,这个API涉及到两个方法。

__enter__方法,当执行流进入with代码块时,__enter__方法将执行。并且它将返回一个可供上下文使用的对象。

当执行流离开with代码块时,__exit__方法被调用,它将清理被使用的资源。

利用@contextmanager装饰器改写上面那个例子:

看上面这个例子,函数中yield之前的所有代码都类似于上下文管理器中__enter__方法的内容。而yield之后的所有代码都如__exit__方法的内容。如果执行过程中发生了异常,则会在yield语句触发。

38. 描述器(Deors)

描述器决定了对象属性是如何被访问的。描述器的作用是定制当你想引用一个属性时所发生的操作。

构建描述器的方法是至少定义以下三个方法中的一个。需要注意,下文中的instance是包含被访问属性的对象实例,而owner则是被描述器修辞的类。

get(self, instance, owner) – 这个方法是当属性被通过(value = obj.attr)的方式获取时调用,这个方法的返回值将被赋给请求此属性值的代码部分。 set(self, instance, value) – 这个方法是当希望设置属性的值(obj.attr = ‘value’)时被调用,该方法不会返回任何值。 delete(self, instance) – 当从一个对象中删除一个属性时(del obj.attr),调用此方法。 译者注:对于instance和owner的理解,考虑以下代码:

39. Zipping and unzipping lists and iterables

40. Grouping adjacent list items using zip

41. Sliding windows (n-grams) using zip and iterators

42. Inverting a dictionary using zip

43. Flattening lists

44. Dictionary comprehensions

45. 常犯错误,滥用表达式作为函数参数默认值

Python允许开发者指定一个默认值给函数参数,虽然这是该语言的一个特征,但当参数可变时,很容易导致混乱,例如,下面这段函数定义:

在上面这段代码里,一旦重复调用foo()函数(没有指定一个bar参数),那么将一直返回’bar’,因为没有指定参数,那么foo()每次被调用的时候,都会赋予[]。下面来看看,这样做的结果:

解决方案:

46. 误解Python规则范围

Python的作用域解析是基于LEGB规则,分别是Local、Enclosing、Global、Built-in。实际上,这种解析方法也有一些玄机,看下面这个例子:

许多人会感动惊讶,当他们在工作的函数体里添加一个参数语句,会在先前工作的代码里报UnboundLocalError错误( 点击这里查看更详细描述)。 在使用列表时,开发者是很容易犯这种错误的,看看下面这个例子:

为什么foo2失败而foo1运行正常? 答案与前面那个例子是一样的,但又有一些微妙之处。foo1没有赋值给lst,而foo2赋值了。lst += [5]实际上就是lst = lst + [5],试图给lst赋值(因此,假设Python是在局部作用域里)。然而,我们正在寻找指定给lst的值是基于lst本身,其实尚未确定。

47. 修改遍历列表

在遍历的时候,对列表进行删除操作,这是很低级的错误。稍微有点经验的人都不会犯。 对上面的代码进行修改,正确地执行:

48. 合理使用copy与deepcopy

对于dict和list等数据结构的对象,直接赋值使用的是引用的方式。而有些情况下需要复制整个对象,这时可以使用copy包里的copy和deepcopy,这两个函数的不同之处在于后者是递归复制的。效率也不一样:(以下程序在ipython中运行)

timeit后面的-n表示运行的次数,后两行对应的是两个timeit的输出,下同。由此可见后者慢一个数量级。

49. 合理使用生成器(generator)和yield

使用()得到的是一个generator对象,所需要的内存空间与列表的大小无关,所以效率会高一些。在具体应用上,比如set(i for i in range(100000))会比set([i for i in range(100000)])快。

但是对于需要循环遍历的情况:

后者的效率反而更高,但是如果循环里有break,用generator的好处是显而易见的。yield也是用于创建generator:

50. 使用级联比较x < y < z

x < y < z效率略高,而且可读性更好。

51. while 1 比 while True 更快

while 1 比 while true快很多,原因是在python2.x中,True是一个全局变量,而非关键字。

52. 使用**而不是pow

53. 使用 cProfile, cStringIO 和 cPickle等用c实现相同功能(分别对应profile, StringIO, pickle)的包

由c实现的包,速度快10倍以上!

54. 使用最佳的反序列化方式

下面比较了eval, cPickle, json方式三种对相应字符串反序列化的效率,可见json比cPickle快近3倍,比eval快20多倍。

55. 怎么才算精通python

这个问题比较难回答,我是看 怎么样才算是精通 Python 这个知乎问答,按照自己的看法整理了一些观点。不要问我是按什么标准整理的,我只能说,整理的这些点,第一,在我看来都说得不错;第二,我自己都会去按照这些点来看看自己离 “精通” python还有多远。

熟悉语法以及原声数据结构

熟悉基本实现中的性能特点,就是知道什么操作会慢

会使用profile以及基于profile的性能分析工具

会使用运行时编译和静态编译的工具。pypy,numba,cython,ctypes,original C/C++ extension

熟悉你所在领域的拓展库,比如我,科学计算方面的库不要太多,numpy衍生出来的一大堆大堆

了解基本的编译过程,基本的操作系统知识(只要你C、C++学的还行就可以了)

要想精通python,写的代码首先得pythonic

研读牛B的开源代码,在这过程中会遇到python的许多高阶用法

理解装饰器,生成器,描述符,元类

掌握list comprehension,

多用内置函数:map,reduce,filter,iter,range,divmod,round,chr,enumerate,all,any,slice,zip+

56. python 猴子补丁相关

python里有一个很奇妙的monkey patch,中文叫做猴子补丁,是指的是在运行时动态替换某些已加载的模块的实现。第一次了解这个概念是在使用gevent的时候,需要把python自带的socket,os等相关模块的实现改变成异步形式,但同时不改动python的源代码。



作者:小天真_5eeb
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来源:简书
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