程式開發常見問答集
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常見問題
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是否有可以使用在程式碼階段,具有中斷點,步驟執行等功能的除錯器？
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有的

以下介绍了一些 Python 的调试器，用内置函数 "breakpoint()" 即可切入这些
调试器中。

pdb 模块是一个简单但是够用的控制台模式 Python 调试器。 它是标准 Python
库的一部分，并且 "已收录于库参考手册"。 你也可以通过使用 pdb 代码作为
样例来编写你自己的调试器。

作为标准 Python 发行版附带组件的 IDLE 交互式环境（通常位于
Tools/scripts/idle）中包含一个图形化的调试器。

PythonWin 是一种 Python IDE，其中包含了一个基于 pdb 的 GUI 调试器。
PythonWin 的调试器会为断点着色，并提供了相当多的超酷特性，例如调试非
PythonWin 程序等。PythonWin 是 pywin32 项目的组成部分，也是
ActivePython 发行版的组成部分。

Eric 是一个基于PyQt和Scintilla编辑组件构建的IDE。

trepan3k 是一个类似 gdb 的调试器。

Visual Studio Code 是包含了调试工具的 IDE，并集成了版本控制软件。

有數個商業化Python整合化開發工具包含圖形除錯功能。這些包含：

* Wing IDE

* Komodo IDE

* PyCharm


有沒有工具能夠幫忙找 bug 或執行靜態分析？
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有的

Pylint 和 Pyflakes 可进行基本检查来帮助你尽早捕捉漏洞。

静态类型检查器，例如 Mypy 、 Pyre 和 Pytype 可以检查Python源代码中的类
型提示。


如何由 Python 脚本创建能独立运行的二进制程序？
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如果只是想要一个独立的程序，以便用户不必预先安装 Python 即可下载和运行
它，则不需要将 Python 编译成 C 代码。有许多工具可以检测程序所需的模块
，并将这些模块与 Python 二进制程序捆绑在一起生成单个可执行文件。

一种方案是使用 freeze 工具，它以 "Tools/freeze" 的形式包含在 Python 源
代码树中。它将 Python 的字节码转换为 C 语言的数组；用 C 语言编译器可以
将你的所有模块嵌入到一个新的程序中，然后与标准的 Python 模块连接。

它的工作原理是递归扫描源代码，获取两种格式的 import 语句，并在标准
Python 路径和源码目录（用于内置模块）检索这些模块。然后，把这些模块的
Python 字节码转换为 C 代码（可以利用 marshal 模块转换为代码对象的数组
初始化器），并创建一个定制的配置文件，该文件仅包含程序实际用到的内置模
块。然后，编译生成的 C 代码并将其与 Python 解释器的其余部分链接，形成
一个自给自足的二进制文件，其功能与 Python 脚本代码完全相同。

下列包可以用于帮助创建控制台和 GUI 的可执行文件:

* Nuitka （跨平台）

* PyInstaller  （跨平台）

* PyOxidizer （跨平台）

* cx_Freeze （跨平台）

* py2app （仅限 macOS）

* py2exe （僅限 Windows）


是否有 Python 编码标准或风格指南？
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有的。 标准库模块所要求的编码风格记录于 **PEP 8** 之中。


语言核心内容
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為什麼當變數有值時我得到錯誤訊息 UnboundLocalError
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因为在函数内部某处添加了一条赋值语句，导致之前正常工作的代码报出
UnboundLocalError 错误，这可能是有点令人惊讶。

這段程式碼:

>>> x = 10
>>> def bar():
...     print(x)
>>> bar()
10

可以執行,但是這段程式:

>>> x = 10
>>> def foo():
...     print(x)
...     x += 1

導致UnboundLocalError

>>> foo()
Traceback (most recent call last):
  ...
UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

原因就是，当对某作用域内的变量进行赋值时，该变量将成为该作用域内的局部
变量，并覆盖外部作用域中的同名变量。由于 foo 的最后一条语句为 "x" 分配
了一个新值，编译器会将其识别为局部变量。因此，前面的 "print(x)" 试图输
出未初始化的局部变量，就会引发错误。

在上面的示例中，可以将外部作用域的变量声明为全局变量以便访问：

>>> x = 10
>>> def foobar():
...     global x
...     print(x)
...     x += 1
>>> foobar()
10

与类和实例变量貌似但不一样，其实以上是在修改外部作用域的变量值，为了提
示这一点，这里需要显式声明一下。

>>> print(x)
11

你可以使用 "nonlocal" 关键字在嵌套作用域中执行类似的操作：

>>> def foo():
...    x = 10
...    def bar():
...        nonlocal x
...        print(x)
...        x += 1
...    bar()
...    print(x)
>>> foo()
10
11


Python 的區域變數和全域變數有什麼規則？
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函数内部只作引用的 Python 变量隐式视为全局变量。如果在函数内部任何位置
为变量赋值，则除非明确声明为全局变量，否则均将其视为局部变量。

起初尽管有点令人惊讶，不过考虑片刻即可释然。一方面，已分配的变量要求加
上 "global" 可以防止意外的副作用发生。另一方面，如果所有全局引用都要加
上 "global" ，那处处都得用上 "global" 了。那么每次对内置函数或导入模块
中的组件进行引用时，都得声明为全局变量。这种杂乱会破坏 "global" 声明用
于警示副作用的有效性。


为什么在循环中定义的参数各异的 lambda 都返回相同的结果？
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假设用 for 循环来定义几个取值各异的 lambda（即便是普通函数也一样）：

   >>> squares = []
   >>> for x in range(5):
   ...     squares.append(lambda: x**2)

以上会得到一个包含5个 lambda 函数的列表，这些函数将计算 "x**2"。大家或
许期望，调用这些函数会分别返回 "0" 、"1" 、 "4" 、 "9" 和 "16"。然而，
真的试过就会发现，他们都会返回 "16" ：

   >>> squares[2]()
   16
   >>> squares[4]()
   16

这是因为 "x" 不是 lambda 函数的内部变量，而是定义于外部作用域中的，并
且 "x" 是在调用 lambda 时访问的——而不是在定义时访问。循环结束时 "x" 的
值是 "4" ，所以此时所有的函数都将返回 "4**2" ，即 "16" 。通过改变 "x"
的值并查看 lambda 的结果变化，也可以验证这一点。

   >>> x = 8
   >>> squares[2]()
   64

为了避免发生上述情况，需要将值保存在 lambda 局部变量，以使其不依赖于全
局 "x" 的值：

   >>> squares = []
   >>> for x in range(5):
   ...     squares.append(lambda n=x: n**2)

以上 "n=x" 创建了一个新的 lambda 本地变量 "n"，并在定义 lambda 时计算
其值，使其与循环当前时点的 "x" 值相同。这意味着 "n" 的值在第 1 个
lambda 中为 "0" ，在第 2 个 lambda 中为 "1" ，在第 3 个中为 "2"，依此
类推。因此现在每个 lambda 都会返回正确结果：

   >>> squares[2]()
   4
   >>> squares[4]()
   16

请注意，上述表现并不是 lambda 所特有的，常规的函数也同样适用。


如何跨模块共享全局变量？
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在单个程序中跨模块共享信息的规范方法是创建一个特殊模块（通常称为
config 或 cfg）。只需在应用程序的所有模块中导入该 config 模块；然后该
模块就可当作全局名称使用了。因为每个模块只有一个实例，所以对该模块对象
所做的任何更改将会在所有地方得以体现。 例如：

config.py：

   x = 0   # Default value of the 'x' configuration setting

mod.py：

   import config
   config.x = 1

main.py：

   import config
   import mod
   print(config.x)

请注意，出于同样的原因，采用模块也是实现单例设计模式的基础。


导入模块的“最佳实践”是什么？
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通常请勿使用 "from modulename import *" 。因为这会扰乱 importer 的命名
空间，且会造成未定义名称更难以被 Linter 检查出来。

请在代码文件的首部就导入模块。这样代码所需的模块就一目了然了，也不用考
虑模块名是否在作用域内的问题。每行导入一个模块则增删起来会比较容易，每
行导入多个模块则更节省屏幕空间。

按如下顺序导入模块就是一种好做法：

1. 标准库模块——比如： "sys" 、 "os" 、 "getopt" 、 "re" 等。

2. 第三方库模块（安装于 Python site-packages 目录中的内容）——如
   mx.DateTime、ZODB、PIL.Image 等。

3. 本地开发的模块

为了避免循环导入引发的问题，有时需要将模块导入语句移入函数或类的内部。
Gordon McMillan 的说法如下：

   当两个模块都采用  "import <module>" 的导入形式时，循环导入是没有问
   题的。但如果第 2 个模块想从第 1 个模块中取出一个名称（"from module
   import name"）并且导入处于代码的最顶层，那导入就会失败。原因是第 1
   个模块中的名称还不可用，这时第 1 个模块正忙于导入第 2 个模块呢。

如果只是在一个函数中用到第 2 个模块，那这时将导入语句移入该函数内部即
可。当调用到导入语句时，第 1 个模块将已经完成初始化，第 2 个模块就可以
进行导入了。

如果某些模块是平台相关的，可能还需要把导入语句移出最顶级代码。这种情况
下，甚至有可能无法导入文件首部的所有模块。于是在对应的平台相关代码中导
入正确的模块，就是一种不错的选择。

只有为了避免循环导入问题，或有必要减少模块初始化时间时，才把导入语句移
入类似函数定义内部的局部作用域。如果根据程序的执行方式，许多导入操作不
是必需的，那么这种技术尤其有用。如果模块仅在某个函数中用到，可能还要将
导入操作移入该函数内部。请注意，因为模块有一次初始化过程，所以第一次加
载模块的代价可能会比较高，但多次加载几乎没有什么花费，代价只是进行几次
字典检索而已。即使模块名超出了作用域，模块在 "sys.modules" 中也是可用
的。


为什么对象之间会共享默认值？
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新手程序员常常中招这类 Bug。请看以下函数：

   def foo(mydict={}):  # Danger: shared reference to one dict for all calls
       ... compute something ...
       mydict[key] = value
       return mydict

第一次调用此函数时， "mydict"  中只有一个数据项。第二次调用 "mydict"
则会包含两个数据项，因为 "foo()" 开始执行时， "mydict" 中已经带有一个
数据项了。

大家往往希望，函数调用会为默认值创建新的对象。但事实并非如此。默认值只
会在函数定义时创建一次。如果对象发生改变，就如上例中的字典那样，则后续
调用该函数时将会引用这个改动的对象。

按照定义，不可变对象改动起来是安全的，诸如数字、字符串、元组和 "None"
之类。而可变对象的改动则可能引起困惑，例如字典、列表和类实例等。

因此，不把可变对象用作默认值是一种良好的编程做法。而应采用 "None" 作为
默认值，然后在函数中检查参数是否为 "None" 并新建列表、字典或其他对象。
例如，代码不应如下所示：

   def foo(mydict={}):
       ...

而应这么写：

   def foo(mydict=None):
       if mydict is None:
           mydict = {}  # create a new dict for local namespace

参数默认值的特性有时会很有用处。 如果有个函数的计算过程会比较耗时，有
一种常见技巧是将每次函数调用的参数和结果缓存起来，并在同样的值被再次请
求时返回缓存的值。这种技巧被称为“memoize”，实现代码可如下所示：

   # Callers can only provide two parameters and optionally pass _cache by keyword
   def expensive(arg1, arg2, *, _cache={}):
       if (arg1, arg2) in _cache:
           return _cache[(arg1, arg2)]

       # Calculate the value
       result = ... expensive computation ...
       _cache[(arg1, arg2)] = result           # Store result in the cache
       return result

也可以不用参数默认值来实现，而是采用全局的字典变量；这取决于个人偏好。


如何将可选参数或关键字参数从一个函数传递到另一个函数？
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请利用函数参数列表中的标识符 "*" 和 "**" 归集实参；结果会是元组形式的
位置实参和字典形式的关键字实参。然后就可利用 "*" 和 "**" 在调用其他函
数时传入这些实参：

   def f(x, *args, **kwargs):
       ...
       kwargs['width'] = '14.3c'
       ...
       g(x, *args, **kwargs)


形参和实参之间有什么区别？
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*形参* 是指出现在函数定义中的名称，而 *实参* 则是在调用函数时实际传入
的值。 形参定义了一个函数能接受何种类型的实参。 例如，对于以下函数定义
:

   def func(foo, bar=None, **kwargs):
       pass

*foo* 、 *bar* 和 *kwargs* 是 "func" 的形参。 不过在调用 "func" 时，例
如：

   func(42, bar=314, extra=somevar)

"42" 、 "314" 和 "somevar" 则是实参。


为什么修改列表 'y' 也会更改列表 'x'？
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如果代码编写如下：

   >>> x = []
   >>> y = x
   >>> y.append(10)
   >>> y
   [10]
   >>> x
   [10]

或许大家很想知道，为什么在 y 中添加一个元素时， x 也会改变。

产生这种结果有两个因素：

1. 变量只是指向对象的一个名称。执行 "y = x" 并不会创建列表的副本——而只
   是创建了一个新变量 "y"，并指向 "x" 所指的同一对象。这就意味着只存在
   一个列表对象，"x" 和 "y" 都是对它的引用。

2. 列表属于 *mutable* 对象，这意味着它的内容是可以修改的。

在调用 "append()" 之后，该可变对象的内容由 "[]" 变为 "[10]"。由于 x 和
y 这两个变量引用了同一对象，因此用其中任意一个名称所访问到的都是修改后
的值 "[10]"。

如果把赋给 "x" 的对象换成一个不可变对象：

   >>> x = 5  # ints are immutable
   >>> y = x
   >>> x = x + 1  # 5 can't be mutated, we are creating a new object here
   >>> x
   6
   >>> y
   5

可见这时 "x" 和 "y" 就不再相等了。因为整数是 *immutable* 对象，在执行
"x = x + 1" 时，并不会修改整数对象 "5"，给它加上 1；而是创建了一个新的
对象（整数对象 "6" ）并将其赋给 "x" （也就是改变了 "x" 所指向的对象）
。在赋值完成后，就有了两个对象（整数对象 "6" 和 "5" ）和分别指向他俩的
两个变量（ "x" 现在指向 "6" 而 "y" 仍然指向 "5" ）。

某些操作（例如 "y.append(10)" 和 "y.sort()" ）会直接修改原对象，而看上
去相似的另一些操作（例如 "y = y + [10]" 和 "sorted(y)" ）则会创建新的
对象。通常在 Python 中（以及所有标准库），直接修改原对象的方法将会返回
"None" ，以助避免混淆这两种不同类型的操作。因此如果误用了 "y.sort()"
并期望返回 "y" 的有序副本，则结果只会是 "None" ，这可能就能让程序引发
一条容易诊断的错误。

不过还存在一类操作，用不同的类型执行相同的操作有时会发生不同的行为：即
增量赋值运算符。例如，"+=" 会修改列表，但不会修改元组或整数（"a_list
+= [1, 2, 3]" 与 "a_list.extend([1, 2, 3])" 同样都会改变 "a_list"，而
"some_tuple += (1, 2, 3)" 和 "some_int += 1" 则会创建新的对象）。

换而言之：

* 对于一个可变对象（ "list" 、 "dict" 、 "set" 等等），可以利用某些特
  定的操作进行修改，所有引用它的变量都会反映出改动情况。

* 对于一个不可变对象（ "str" 、 "int" 、 "tuple" 等），所有引用它的变
  量都会给出相同的值，但所有改变其值的操作都将返回一个新的对象。

如要知道两个变量是否指向同一个对象，可以利用 "is" 运算符或内置函数
"id()"。


如何编写带有输出参数的函数（按照引用调用）？
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请记住，Python 中的实参是通过赋值传递的。由于赋值只是创建了对象的引用
，所以调用方和被调用方的参数名都不存在别名，本质上也就不存在按引用调用
的方式。通过以下几种方式，可以得到所需的效果。

1. 返回一个元组：

      >>> def func1(a, b):
      ...     a = 'new-value'        # a and b are local names
      ...     b = b + 1              # assigned to new objects
      ...     return a, b            # return new values
      ...
      >>> x, y = 'old-value', 99
      >>> func1(x, y)
      ('new-value', 100)

   这差不多是最明晰的解决方案了。

2. 使用全局变量。这不是线程安全的方案，不推荐使用。

3. 传递一个可变（即可原地修改的） 对象：

      >>> def func2(a):
      ...     a[0] = 'new-value'     # 'a' references a mutable list
      ...     a[1] = a[1] + 1        # changes a shared object
      ...
      >>> args = ['old-value', 99]
      >>> func2(args)
      >>> args
      ['new-value', 100]

4. 传入一个接收可变对象的字典:

      >>> def func3(args):
      ...     args['a'] = 'new-value'     # args is a mutable dictionary
      ...     args['b'] = args['b'] + 1   # change it in-place
      ...
      >>> args = {'a': 'old-value', 'b': 99}
      >>> func3(args)
      >>> args
      {'a': 'new-value', 'b': 100}

5. 或者把值用类实例封装起来：

      >>> class Namespace:
      ...     def __init__(self, /, **args):
      ...         for key, value in args.items():
      ...             setattr(self, key, value)
      ...
      >>> def func4(args):
      ...     args.a = 'new-value'        # args is a mutable Namespace
      ...     args.b = args.b + 1         # change object in-place
      ...
      >>> args = Namespace(a='old-value', b=99)
      >>> func4(args)
      >>> vars(args)
      {'a': 'new-value', 'b': 100}

   没有什么理由要把问题搞得这么复杂。

最佳选择就是返回一个包含多个结果值的元组。


如何在 Python 中创建高阶函数？
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有两种选择：嵌套作用域、可调用对象。假定需要定义 "linear(a,b)" ，其返
回结果是一个计算出 "a*x+b" 的函数 "f(x)"。 采用嵌套作用域的方案如下：

   def linear(a, b):
       def result(x):
           return a * x + b
       return result

或者可采用可调用对象：

   class linear:

       def __init__(self, a, b):
           self.a, self.b = a, b

       def __call__(self, x):
           return self.a * x + self.b

采用这两种方案时：

   taxes = linear(0.3, 2)

都会得到一个可调用对象，可实现 "taxes(10e6) == 0.3 * 10e6 + 2" 。

可调用对象的方案有个缺点，就是速度稍慢且生成的代码略长。不过值得注意的
是，同一组可调用对象能够通过继承来共享签名（类声明）：

   class exponential(linear):
       # __init__ inherited
       def __call__(self, x):
           return self.a * (x ** self.b)

对象可以为多个方法的运行状态进行封装：

   class counter:

       value = 0

       def set(self, x):
           self.value = x

       def up(self):
           self.value = self.value + 1

       def down(self):
           self.value = self.value - 1

   count = counter()
   inc, dec, reset = count.up, count.down, count.set

以上 "inc()" 、 "dec()" 和 "reset()" 的表现，就如同共享了同一计数变量
一样。


如何复制 Python 对象？
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一般情况下，用 "copy.copy()" 或 "copy.deepcopy()" 基本就可以了。并不是
所有对象都支持复制，但多数是可以的。

某些对象可以用更简便的方法进行复制。比如字典对象就提供了 "copy()" 方法
：

   newdict = olddict.copy()

序列可以用切片操作进行复制：

   new_l = l[:]


如何找到对象的方法或属性？
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假定 x 是一个用户自定义类的实例，"dir(x)" 将返回一个按字母排序的名称列
表，其中包含了实例的属性及由类定义的方法和属性。


如何用代码获取对象的名称？
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一般而言这是无法实现的，因为对象并不存在真正的名称。赋值本质上是把某个
名称绑定到某个值上；"def" 和 "class" 语句同样如此，只是值换成了某个可
调用对象。比如以下代码：

   >>> class A:
   ...     pass
   ...
   >>> B = A
   >>> a = B()
   >>> b = a
   >>> print(b)
   <__main__.A object at 0x16D07CC>
   >>> print(a)
   <__main__.A object at 0x16D07CC>

可以不太严谨地说，上述类具有一个名称：即便它绑定了两个名称并通过名称 B
发起调用，可是创建出来的实例仍被视为是类 A 的实例。但无法说出实例的名
称是 a 还是 b，因为这两个名称都被绑定到同一个值上了。

代码一般没有必要去“知晓”某个值的名称。通常这种需求预示着还是改变方案为
好，除非真的是要编写内审程序。

在 comp.lang.python 中，Fredrik Lundh 在回答这样的问题时曾经给出过一个
绝佳的类比：

   这就像要知道家门口的那只猫的名字一样：猫（对象）自己不会说出它的名
   字，它根本就不在乎自己叫什么——所以唯一方法就是问一遍你所有的邻居（
   命名空间），这是不是他们家的猫（对象）……

   ……并且如果你发现它有很多名字或根本没有名字，那也不必惊讶！


逗号运算符的优先级是什么？
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逗号不是 Python 的运算符。 请看以下例子：

   >>> "a" in "b", "a"
   (False, 'a')

由于逗号不是运算符，而只是表达式之间的分隔符，因此上述代码就相当于：

   ("a" in "b"), "a"

而不是：

   "a" in ("b", "a")

对于各种赋值运算符（ "=" 、 "+=" 等）来说同样如此。他们并不是真正的运
算符，而只是赋值语句中的语法分隔符。


是否提供等价于 C 语言 "?:" 三目运算符的东西？
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有的。语法如下：

   [on_true] if [expression] else [on_false]

   x, y = 50, 25
   small = x if x < y else y

在 Python 2.5 引入上述语法之前，通常的做法是使用逻辑运算符：

   [expression] and [on_true] or [on_false]

然而这种做法并不保险，因为当 *on_true* 为布尔值“假”时，结果将会出错。
所以肯定还是采用 "... if ... else ..." 形式为妙。


是否可以用 Python 编写让人眼晕的单行程序?
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可以。通常是在 "lambda" 中嵌套 "lambda" 来实现的。请参阅以下三个来自
Ulf Bartelt 的示例代码：

   from functools import reduce

   # Primes < 1000
   print(list(filter(None,map(lambda y:y*reduce(lambda x,y:x*y!=0,
   map(lambda x,y=y:y%x,range(2,int(pow(y,0.5)+1))),1),range(2,1000)))))

   # First 10 Fibonacci numbers
   print(list(map(lambda x,f=lambda x,f:(f(x-1,f)+f(x-2,f)) if x>1 else 1:
   f(x,f), range(10))))

   # Mandelbrot set
   print((lambda Ru,Ro,Iu,Io,IM,Sx,Sy:reduce(lambda x,y:x+y,map(lambda y,
   Iu=Iu,Io=Io,Ru=Ru,Ro=Ro,Sy=Sy,L=lambda yc,Iu=Iu,Io=Io,Ru=Ru,Ro=Ro,i=IM,
   Sx=Sx,Sy=Sy:reduce(lambda x,y:x+y,map(lambda x,xc=Ru,yc=yc,Ru=Ru,Ro=Ro,
   i=i,Sx=Sx,F=lambda xc,yc,x,y,k,f=lambda xc,yc,x,y,k,f:(k<=0)or (x*x+y*y
   >=4.0) or 1+f(xc,yc,x*x-y*y+xc,2.0*x*y+yc,k-1,f):f(xc,yc,x,y,k,f):chr(
   64+F(Ru+x*(Ro-Ru)/Sx,yc,0,0,i)),range(Sx))):L(Iu+y*(Io-Iu)/Sy),range(Sy
   ))))(-2.1, 0.7, -1.2, 1.2, 30, 80, 24))
   #    \___ ___/  \___ ___/  |   |   |__ lines on screen
   #        V          V      |   |______ columns on screen
   #        |          |      |__________ maximum of "iterations"
   #        |          |_________________ range on y axis
   #        |____________________________ range on x axis

请不要在家里尝试，骚年！


函数形参列表中的斜杠（/）是什么意思？
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函数参数列表中的斜杠表示在它之前的形参全都仅限位置形参。仅限位置形参没
有可供外部使用的名称。在调用仅接受位置形参的函数时，实参只会根据位置映
射到形参上。假定 "divmod()" 是一个仅接受位置形参的函数。 它的帮助文档
如下所示：

   >>> help(divmod)
   Help on built-in function divmod in module builtins:

   divmod(x, y, /)
       Return the tuple (x//y, x%y).  Invariant: div*y + mod == x.

形参列表尾部的斜杠说明，两个形参都是仅限位置形参。因此，用关键字参数调
用 "divmod()" 将会引发错误：

   >>> divmod(x=3, y=4)
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   TypeError: divmod() takes no keyword arguments


数字和字符串
============


如何给出十六进制和八进制整数？
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要给出八进制数，需在八进制数值前面加上一个零和一个小写或大写字母 "o"
作为前缀。例如，要将变量 "a" 设为八进制的 "10" （十进制的 8），写法如
下：

   >>> a = 0o10
   >>> a
   8

十六进制数也很简单。只要在十六进制数前面加上一个零和一个小写或大写的字
母 "x"。十六进制数中的字母可以为大写或小写。比如在 Python 解释器中输入
：

   >>> a = 0xa5
   >>> a
   165
   >>> b = 0XB2
   >>> b
   178


为什么 -22 // 10 会返回 -3 ？
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这主要是为了让 "i % j" 的正负与 "j" 一致，如果期望如此，且期望如下等式
成立：

   i == (i // j) * j + (i % j)

那么整除就必须返回向下取整的结果。C 语言同样要求保持这种一致性，于是编
译器在截断 "i // j" 的结果时需要让 "i % j" 的正负与 "i" 一致。

对于 "i % j" 来说 "j" 为负值的应用场景实际上是非常少的。 而 "j" 为正值
的情况则非常多，并且实际上在所有情况下让 "i % j" 的结果为 ">= 0" 会更
有用处。 如果现在时间为 10 时，那么 200 小时前应是几时？ "-190 % 12 ==
2" 是有用处的；"-190 % 12 == -10" 则是会导致意外的漏洞。


我如何获得 int 字面属性而不是 SyntaxError ？
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试图以正常方式查询一个 "int" 字头的属性，会出现语法错误，因为句号被看
成是小数点:

   >>> 1.__class__
     File "<stdin>", line 1
     1.__class__
      ^
   SyntaxError: invalid decimal literal

解决办法是用空格或括号将字词与句号分开。

>>> 1 .__class__
<class 'int'>
>>> (1).__class__
<class 'int'>


如何将字符串转换为数字？
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对于整数，可使用内置的 "int()" 类型构造器，例如 "int('144') == 144"。
类似地，可使用 "float()" 转换为浮点数，例如 "float('144') == 144.0"。

默认情况下，这些操作会将数字按十进制来解读，因此 "int('0144') == 144"
为真值，而 "int('0x144')" 会引发 "ValueError"。 "int(string, base)" 接
受第二个可选参数指定转换的基数，例如 "int( '0x144', 16) == 324"。 如果
指定基数为 0，则按 Python 规则解读数字：前缀 '0o' 表示八进制，而 '0x'
表示十六进制。

如果只是想把字符串转为数字，请不要使用内置函数 "eval()"。 "eval()" 的
速度慢很多且存在安全风险：别人可能会传入带有不良副作用的 Python 表达式
。比如可能会传入 "__import__('os').system("rm -rf $HOME")" ，这会把
home 目录给删了。

"eval()" 还有把数字解析为 Python 表达式的后果，因此如 "eval('09')" 将
会导致语法错误，因为 Python 不允许十进制数带有前导 '0'（'0' 除外）。


如何将数字转换为字符串？
------------------------

比如要把数字 144 转换为字符串 '144'，可使用内置类型构造器 "str()"。如
果要表示为十六进制或八进制数格式，可使用内置函数 "hex()" 或 "oct()"。
更复杂的格式化方法请参阅 格式字符串字面值 和 格式字符串语法 等章节，比
如 ""{:04d}".format(144)" 会生成 "'0144'" ，
""{:.3f}".format(1.0/3.0)" 则会生成 "'0.333'"。


如何修改字符串？
----------------

无法修改，因为字符串是不可变对象。 在大多数情况下，只要将各个部分组合
起来构造出一个新字符串即可。如果需要一个能原地修改 Unicode 数据的对象
，可以试试 "io.StringIO" 对象或 "array" 模块：

   >>> import io
   >>> s = "Hello, world"
   >>> sio = io.StringIO(s)
   >>> sio.getvalue()
   'Hello, world'
   >>> sio.seek(7)
   7
   >>> sio.write("there!")
   6
   >>> sio.getvalue()
   'Hello, there!'

   >>> import array
   >>> a = array.array('u', s)
   >>> print(a)
   array('u', 'Hello, world')
   >>> a[0] = 'y'
   >>> print(a)
   array('u', 'yello, world')
   >>> a.tounicode()
   'yello, world'


如何使用字符串调用函数/方法？
-----------------------------

有多种技巧可供选择。

* 最好的做法是采用一个字典，将字符串映射为函数。其主要优势就是字符串不
  必与函数名一样。这也是用来模拟 case 结构的主要技巧：

     def a():
         pass

     def b():
         pass

     dispatch = {'go': a, 'stop': b}  # Note lack of parens for funcs

     dispatch[get_input()]()  # Note trailing parens to call function

* 利用内置函数 "getattr()" ：

     import foo
     getattr(foo, 'bar')()

  请注意 "getattr()" 可用于任何对象，包括类、类实例、模块等等。

  标准库就多次使用了这个技巧，例如：

     class Foo:
         def do_foo(self):
             ...

         def do_bar(self):
             ...

     f = getattr(foo_instance, 'do_' + opname)
     f()

* 用 "locals()" 解析出函数名：

     def myFunc():
         print("hello")

     fname = "myFunc"

     f = locals()[fname]
     f()


是否有与Perl 的chomp() 等效的方法，用于从字符串中删除尾随换行符？
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可以使用 "S.rstrip("\r\n")" 从字符串 "S" 的末尾删除所有的换行符，而不
删除其他尾随空格。如果字符串 "S" 表示多行，且末尾有几个空行，则将删除
所有空行的换行符：

   >>> lines = ("line 1 \r\n"
   ...          "\r\n"
   ...          "\r\n")
   >>> lines.rstrip("\n\r")
   'line 1 '

由于通常只在一次读取一行文本时才需要这样做，所以使用 "S.rstrip()" 这种
方式工作得很好。


是否有 scanf() 或 sscanf() 的等价函数？
---------------------------------------

没有。

如果要对简单的输入进行解析，最容易的做法通常是利用字符串对象的
"split()" 方法将一行按空白符分隔拆分为多个单词，然后用 "int()" 或
"float()" 将十进制数字符串转换为数字值。 "split()" 支持可选的 "sep" 形
参，适用于分隔符不用空白符的情况。

如果要对更复杂的输入进行解析，那么正则表达式要比 C 语言的 "sscanf()"
更强大，也更合适。


'UnicodeDecodeError' 或 'UnicodeEncodeError' 错误是什么意思？
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见 Unicode 指南


性能
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我的程序太慢了。该如何加快速度？
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总的来说，这是个棘手的问题。在进一步讨论之前，首先应该记住以下几件事：

* 不同的 Python 实现具有不同的性能特点。 本 FAQ 着重解答的是 *CPython*
  。

* 不同操作系统可能会有不同表现，尤其是涉及 I/O 和多线程时。

* 在尝试优化代码 *之前* ，务必要先找出程序中的热点（请参阅 "profile"
  模块）。

* 编写基准测试脚本，在寻求性能提升的过程中就能实现快速迭代（请参阅
  "timeit" 模块）。

* 强烈建议首先要保证足够高的代码测试覆盖率（通过单元测试或其他技术），
  因为复杂的优化有可能会导致代码回退。

话虽如此，Python 代码的提速还是有很多技巧的。以下列出了一些普适性的原
则，对于让性能达到可接受的水平会有很大帮助：

* 相较于试图对全部代码铺开做微观优化，优化算法（或换用更快的算法）可以
  产出更大的收益。

* 使用正确的数据结构。参考 內建型態 和 "collections" 模块的文档。

* 如果标准库已为某些操作提供了基础函数，则可能（当然不能保证）比所有自
  编的函数都要快。对于用 C 语言编写的基础函数则更是如此，比如内置函数
  和一些扩展类型。例如，一定要用内置方法 "list.sort()" 或 "sorted()"
  函数进行排序（某些高级用法的示例请参阅 如何排序 ）。

* 抽象往往会造成中间层，并会迫使解释器执行更多的操作。如果抽象出来的中
  间层级太多，工作量超过了要完成的有效任务，那么程序就会被拖慢。应该避
  免过度的抽象，而且往往也会对可读性产生不利影响，特别是当函数或方法比
  较小的时候。

如果你已经达到纯 Python 允许的限制，那么有一些工具可以让你走得更远。
例如， Cython 可以将稍微修改的 Python 代码版本编译为 C 扩展，并且可以
在许多不同的平台上使用。 Cython 可以利用编译（和可选的类型注释）来使代
码明显快于解释运行时的速度。 如果您对 C 编程技能有信心，也可以自己 编
写 C 扩展模块 。

也參考: 专门介绍 性能提示 的wiki页面。


将多个字符串连接在一起的最有效方法是什么？
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"str" 和 "bytes" 对象是不可变的，因此连接多个字符串的效率会很低，因为
每次连接都会创建一个新的对象。一般情况下，总耗时与字符串总长是二次方的
关系。

如果要连接多个 "str" 对象，通常推荐的方案是先全部放入列表，最后再调用
"str.join()" ：

   chunks = []
   for s in my_strings:
       chunks.append(s)
   result = ''.join(chunks)

（还有一种合理高效的习惯做法，就是利用 "io.StringIO" ）

如果要连接多个 "bytes" 对象，推荐做法是用 "bytearray" 对象的原地连接操
作（ "+=" 运算符）追加数据：

   result = bytearray()
   for b in my_bytes_objects:
       result += b


序列（元组/列表）
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如何在元组和列表之间进行转换？
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类型构造器 "tuple(seq)" 可将任意序列（实际上是任意可迭代对象）转换为数
据项和顺序均不变的元组。

例如，"tuple([1, 2, 3])" 会生成 "(1, 2, 3)" ， "tuple('abc')" 则会生成
"('a', 'b', 'c')" 。 如果参数就是元组，则不会创建副本而是返回同一对象
，因此如果无法确定某个对象是否为元组时，直接调用 "tuple()" 也没什么代
价。

类型构造器 "list(seq)" 可将任意序列或可迭代对象转换为数据项和顺序均不
变的列表。例如，"list((1, 2, 3))" 会生成 "[1, 2, 3]" 而 "list('abc')"
则会生成 "['a', 'b', 'c']"。如果参数即为列表，则会像 "seq[:]" 那样创建
一个副本。


什么是负数索引？
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Python 序列的索引可以是正数或负数。索引为正数时，0 是第一个索引值， 1
为第二个，依此类推。索引为负数时，-1 为倒数第一个索引值，-2 为倒数第二
个，依此类推。可以认为 "seq[-n]" 就相当于 "seq[len(seq)-n]"。

使用负数序号有时会很方便。 例如 "S[:-1]" 就是原字符串去掉最后一个字符
，这可以用来移除某个字符串末尾的换行符。


序列如何以逆序遍历？
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使用内置函数 "reversed()" ：

   for x in reversed(sequence):
       ...  # do something with x ...

原序列不会变化，而是构建一个逆序的新副本以供遍历。


如何从列表中删除重复项？
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许多完成此操作的的详细介绍，可参阅 Python Cookbook：

   https://code.activestate.com/recipes/52560/

如果列表允许重新排序，不妨先对其排序，然后从列表末尾开始扫描，依次删除
重复项：

   if mylist:
       mylist.sort()
       last = mylist[-1]
       for i in range(len(mylist)-2, -1, -1):
           if last == mylist[i]:
               del mylist[i]
           else:
               last = mylist[i]

如果列表的所有元素都能用作集合的键（即都是 *hashable* ），以下做法速度
往往更快：

   mylist = list(set(mylist))

以上操作会将列表转换为集合，从而删除重复项，然后返回成列表。


如何从列表中删除多个项？
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类似于删除重复项，一种做法是反向遍历并根据条件删除。不过更简单快速的做
法就是切片替换操作，采用隐式或显式的正向迭代遍历。以下是三种变体写法：

   mylist[:] = filter(keep_function, mylist)
   mylist[:] = (x for x in mylist if keep_condition)
   mylist[:] = [x for x in mylist if keep_condition]

列表推导式可能是最快的。


如何在 Python 中创建数组？
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用列表：

   ["this", 1, "is", "an", "array"]

列表在时间复杂度方面相当于 C 或 Pascal 的数组；主要区别在于，Python 列
表可以包含多种不同类型的对象。

"array" 模块也提供了一些创建具有紧凑格式的固定类型数组的方法，但其索引
访问速度比列表慢。 并请注意 NumPy 和其他一些第三方包也定义了一些各具特
色的数组类结构。

若要得到 Lisp 风格的列表，可以用元组模拟 cons 元素：

   lisp_list = ("like",  ("this",  ("example", None) ) )

若要具备可变性，可以不用元组而是用列表。模拟 lisp car 函数的是
"lisp_list[0]" ，模拟 cdr 函数的是 "lisp_list[1]" 。仅当真正必要时才会
这么用，因为通常这种用法要比 Python 列表慢得多。


如何创建多维列表？
------------------

多维数组或许会用以下方式建立：

   >>> A = [[None] * 2] * 3

打印出来貌似没错：

   >>> A
   [[None, None], [None, None], [None, None]]

但如果给某一项赋值，结果会同时在多个位置体现出来：

   >>> A[0][0] = 5
   >>> A
   [[5, None], [5, None], [5, None]]

原因在于用 "*" 对列表执行重复操作并不会创建副本，而只是创建现有对象的
引用。 "*3" 创建的是包含 3 个引用的列表，每个引用指向的是同一个长度为
2 的列表。1 处改动会体现在所有地方，这一定不是应有的方案。

推荐做法是先创建一个所需长度的列表，然后将每个元素都填充为一个新建列表
。

   A = [None] * 3
   for i in range(3):
       A[i] = [None] * 2

以上生成了一个包含 3 个列表的列表，每个子列表的长度为 2。也可以采用列
表推导式：

   w, h = 2, 3
   A = [[None] * w for i in range(h)]

或者你还可以使用提供矩阵类型的扩展包；其中最著名的是 NumPy。


如何将方法应用于一系列对象？
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可以使用列表推导式：

   result = [obj.method() for obj in mylist]


为什么 a_tuple[i] += ['item'] 会引发异常？
------------------------------------------

这是由两个因素共同导致的，一是增强赋值运算符属于 *赋值* 运算符，二是
Python 可变和不可变对象之间的差别。

只要元组的元素指向可变对象，这时对元素进行增强赋值，那么这里介绍的内容
都是适用的。在此只以 "list" 和 "+=" 举例。

如果你写成这样:

   >>> a_tuple = (1, 2)
   >>> a_tuple[0] += 1
   Traceback (most recent call last):
      ...
   TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

触发异常的原因显而易见： "1" 会与指向（"1"）的对象 "a_tuple[0]" 相加，
生成结果对象 "2"，但在试图将运算结果 "2" 赋值给元组的 "0" 号元素时就会
报错，因为元组元素的指向无法更改。

其实在幕后，上述增强赋值语句的执行过程大致如下：

   >>> result = a_tuple[0] + 1
   >>> a_tuple[0] = result
   Traceback (most recent call last):
     ...
   TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

由于元组是不可变的，因此赋值这步会引发错误。

如果写成以下这样：

   >>> a_tuple = (['foo'], 'bar')
   >>> a_tuple[0] += ['item']
   Traceback (most recent call last):
     ...
   TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

这时触发异常会令人略感惊讶，更让人吃惊的是虽有报错，但加法操作却生效了
：

   >>> a_tuple[0]
   ['foo', 'item']

要明白为何会这样，需要知道 (a) 如果一个对象实现了 "__iadd__" 魔法方法
，在执行 "+=" 增强赋值时就会调用它，并采纳其返回值；(b) 对于列表而言，
"__iadd__" 相当于在列表上调用 "extend" 并返回该列表。因此对于列表可以
说 "+=" 就是 "list.extend" 的“快捷方式”：

   >>> a_list = []
   >>> a_list += [1]
   >>> a_list
   [1]

这相当于：

   >>> result = a_list.__iadd__([1])
   >>> a_list = result

a_list 所引用的对象已被修改，而引用被修改对象的指针又重新被赋值给
"a_list"。 赋值的最终结果没有变化，因为它是引用 "a_list" 之前所引用的
同一对象的指针，但仍然发生了赋值操作。

因此，在此元组示例中，发生的事情等同于：

   >>> result = a_tuple[0].__iadd__(['item'])
   >>> a_tuple[0] = result
   Traceback (most recent call last):
     ...
   TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

"__iadd__" 成功执行，因此列表得到了扩充，但是虽然 "result" 指向了
"a_tuple[0]" 已经指向的同一对象，最后的赋值仍然导致了报错，因为元组是
不可变的。


我想做一个复杂的排序：能用 Python 进行施瓦茨变换吗？
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归功于 Perl 社区的 Randal Schwartz，该技术根据度量值对列表进行排序，该
度量值将每个元素映射为“顺序值”。在 Python 中，请利用 "list.sort()" 方
法的 "key" 参数：

   Isorted = L[:]
   Isorted.sort(key=lambda s: int(s[10:15]))


如何根据另一个列表的值对某列表进行排序？
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将它们合并到元组的迭代器中，对结果列表进行排序，然后选择所需的元素。

   >>> list1 = ["what", "I'm", "sorting", "by"]
   >>> list2 = ["something", "else", "to", "sort"]
   >>> pairs = zip(list1, list2)
   >>> pairs = sorted(pairs)
   >>> pairs
   [("I'm", 'else'), ('by', 'sort'), ('sorting', 'to'), ('what', 'something')]
   >>> result = [x[1] for x in pairs]
   >>> result
   ['else', 'sort', 'to', 'something']


对象
====


什么是类？
----------

类是通过执行 class 语句创建的某种对象的类型。创建实例对象时，用 Class
对象作为模板，实例对象既包含了数据（属性），又包含了数据类型特有的代码
（方法）。

类可以基于一个或多个其他类（称之为基类）进行创建。基类的属性和方法都得
以继承。这样对象模型就可以通过继承不断地进行细化。比如通用的 "Mailbox"
类提供了邮箱的基本访问方法.，它的子类 "MboxMailbox"、 "MaildirMailbox"
、 "OutlookMailbox" 则能够处理各种特定的邮箱格式。


什么是方法？
------------

方法是属于对象的函数，对于对象 "x" ，通常以 "x.name(arguments...)" 的
形式调用。方法以函数的形式给出定义，位于类的定义内：

   class C:
       def meth(self, arg):
           return arg * 2 + self.attribute


什么是 self ？
--------------

Self 只是方法的第一个参数的习惯性名称。假定某个类中有个方法定义为
"meth(self, a, b, c)" ，则其实例 "x" 应以 "x.meth(a, b, c)" 的形式进行
调用；而被调用的方法则应视其为做了 "meth(x, a, b, c)" 形式的调用。

另请参阅 为什么必须在方法定义和调用中显式使用“self”？ 。


如何检查对象是否为给定类或其子类的一个实例？
--------------------------------------------

可使用内置函数 "isinstance(obj, cls)"。可以检测对象是否属于多个类中某
一个的实例，只要把单个类换成元组即可，比如 "isinstance(obj, (class1,
class2, ...))"，还可以检查对象是否属于某个 Python 内置类型，例如
"isinstance(obj, str)" 或 "isinstance(obj, (int, float, complex))"。

请注意 "isinstance()" 还会检测派生自 *abstract base class* 的虚继承。
因此对于已注册的类，即便没有直接或间接继承自抽象基类，对抽象基类的检测
都将返回 "True" 。要想检测“真正的继承”，请扫描类的 *MRO*:

   from collections.abc import Mapping

   class P:
        pass

   class C(P):
       pass

   Mapping.register(P)

   >>> c = C()
   >>> isinstance(c, C)        # direct
   True
   >>> isinstance(c, P)        # indirect
   True
   >>> isinstance(c, Mapping)  # virtual
   True

   # Actual inheritance chain
   >>> type(c).__mro__
   (<class 'C'>, <class 'P'>, <class 'object'>)

   # Test for "true inheritance"
   >>> Mapping in type(c).__mro__
   False

请注意，大多数程序不会经常用 "isinstance()" 对用户自定义类进行检测。
如果是自已开发的类，更合适的面向对象编程风格应该是在类中定义多种方法，
以封装特定的行为，而不是检查对象属于什么类再据此干不同的事。假定有如下
执行某些操作的函数:

   def search(obj):
       if isinstance(obj, Mailbox):
           ...  # code to search a mailbox
       elif isinstance(obj, Document):
           ...  # code to search a document
       elif ...

更好的方法是在所有类上定义一个 "search()" 方法，然后调用它：

   class Mailbox:
       def search(self):
           ...  # code to search a mailbox

   class Document:
       def search(self):
           ...  # code to search a document

   obj.search()


什么是委托？
------------

委托是一种面向对象的技术（也称为设计模式）。假设对象 "x" 已经存在，现
在想要改变其某个方法的行为。可以创建一个新类，其中提供了所需修改方法的
新实现，而将所有其他方法都委托给 "x" 的对应方法。

Python 程序员可以轻松实现委托。比如以下实现了一个类似于文件的类，只是
会把所有写入的数据转换为大写：

   class UpperOut:

       def __init__(self, outfile):
           self._outfile = outfile

       def write(self, s):
           self._outfile.write(s.upper())

       def __getattr__(self, name):
           return getattr(self._outfile, name)

这里 "UpperOut" 类重新定义了 "write()" 方法，在调用下层的
"self._outfile.write()" 方法之前，会将参数字符串转换为大写。其他所有方
法则都被委托给下层的 "self._outfile" 对象。委托是通过 "__getattr__" 方
法完成的；请参阅 语言参考 了解有关控制属性访问的更多信息。

请注意，更常见情况下，委托可能会变得比较棘手。如果属性既需要写入又需要
读取，那么类还必须定义 "__setattr__()" 方法，而这时就必须十分的小心。
基础的 "__setattr__()" 实现代码大致如下：

   class X:
       ...
       def __setattr__(self, name, value):
           self.__dict__[name] = value
       ...

大多数 "__setattr__()" 实现必须修改 "self.__dict__" 来为自身保存局部状
态，而不至于引起无限递归。


如何在派生类中调用被重载的基类方法?
-----------------------------------

使用内置的 "super()" 函数：

   class Derived(Base):
       def meth(self):
           super(Derived, self).meth()

如果是 Python 3.0 之前的版本，可能用的还是传统类：对于诸如 "class
Derived(Base): ..." 之类的类定义，可以用 "Base.meth(self,
arguments...)" 的形式调用 "Base" (或 "Base" 的某个基类）中定义的方法
"meth()" 。这里， "Base.meth" 是一个未绑定的方法，因此需要给出 "self"
参数。


如何让代码更容易对基类进行修改？
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可以为基类赋一个别名并基于该别名进行派生。这样只要修改赋给该别名的值即
可。顺便提一下，如要动态地确定（例如根据可用的资源）该使用哪个基类，这
个技巧也非常方便。例如：

   class Base:
       ...

   BaseAlias = Base

   class Derived(BaseAlias):
       ...


如何创建静态类数据和静态类方法？
--------------------------------

Python 支持静态数据和静态方法（以 C++ 或 Java 的定义而言）。

静态数据只需定义一个类属性即可。若要为属性赋新值，则必须在赋值时显式使
用类名：

   class C:
       count = 0   # number of times C.__init__ called

       def __init__(self):
           C.count = C.count + 1

       def getcount(self):
           return C.count  # or return self.count

对于所有符合 "isinstance(c, C)" 的 "c"， "c.count" 也同样指向
"C.count" ，除非被 "c" 自身重载，或者被从 "c.__class__" 回溯到基类 "C"
的搜索路径上的某个类所重载。

注意：在 C 的某个方法内部，像 "self.count = 42" 这样的赋值将在 "self"
自身的字典中新建一个名为 "count" 的不相关实例。 想要重新绑定类静态数据
名称就必须总是指明类名，无论是在方法内部还是外部:

   C.count = 314

Python 支持静态方法：

   class C:
       @staticmethod
       def static(arg1, arg2, arg3):
           # No 'self' parameter!
           ...

不过为了获得静态方法的效果，还有一种做法直接得多，也即使用模块级函数即
可：

   def getcount():
       return C.count

如果代码的结构化比较充分，每个模块只定义了一个类（或者多个类的层次关系
密切相关），那就具备了应有的封装。


在 Python 中如何重载构造函数（或方法）？
----------------------------------------

这个答案实际上适用于所有方法，但问题通常首先出现于构造函数的应用场景中
。

在 C++ 中，代码会如下所示：

   class C {
       C() { cout << "No arguments\n"; }
       C(int i) { cout << "Argument is " << i << "\n"; }
   }

在 Python 中，只能编写一个构造函数，并用默认参数捕获所有情况。例如：

   class C:
       def __init__(self, i=None):
           if i is None:
               print("No arguments")
           else:
               print("Argument is", i)

这不完全等同，但在实践中足够接近。

也可以试试采用变长参数列表，例如：

   def __init__(self, *args):
       ...

上述做法同样适用于所有方法定义。


在用 __spam 的时候得到一个类似 _SomeClassName__spam 的错误信息。
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以双下划线打头的变量名会被“破坏”，以便以一种简单高效的方式定义类私有变
量。任何形式为 "__spam" 的标识符（至少前缀两个下划线，至多后缀一个下划
线）文本均会被替换为 "_classname__spam"，其中 "classname" 为去除了全部
前缀下划线的当前类名称。

这并不能保证私密性：外部用户仍然可以访问 "_classname__spam" 属性，私有
变量值也在对象的 "__dict__" 中可见。 许多 Python 程序员根本不操心要去
使用私有变量名。


类定义了 __del__ 方法，但是删除对象时没有调用它。
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这有几个可能的原因。

del 语句不一定调用 "__del__()" —— 它只是减少对象的引用计数，如果（引用
计数）达到零，才会调用 "__del__()"。

如果数据结构包含循环链接（比如树的每个子节点都带有父节点的引用，而每个
父节点也带有子节点的列表），则引用计数永远不会回零。尽管 Python 偶尔会
用某种算法检测这种循环引用，但在数据结构的最后一条引用消失之后，垃圾收
集器可能还要过段时间才会运行，因此 "__del__()" 方法可能会在不方便和随
机的时刻被调用。这对于重现一个问题，是非常不方便的。更糟糕的是，各个对
象的 "__del__()" 方法是以随机顺序执行的。虽然可以运行 "gc.collect()"
来强制执行垃圾回收工作，但 *仍会存在*  一些对象永远不会被回收的失控情
况。

尽管有垃圾回收器的存在，但为对象定义显式的 "close()" 方法，只要一用完
即可供调用，这依然是一个好主意。这样 "close()" 方法即可删除引用子对象
的属性。请勿直接调用 "__del__()" —— 而 "__del__()" 应该调用 "close()"
，并且应能确保可以对同一对象多次调用 "close()" 。

另一种避免循环引用的做法是利用 "weakref" 模块，该模块允许指向对象但不
增加其引用计数。例如，树状数据结构应该对父节点和同级节点使用弱引用（如
果真要用的话！）

最后提一下，如果 "__del__()" 方法引发了异常，会将警告消息打印到
"sys.stderr" 。


如何获取给定类的所有实例的列表？
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Python 不会记录类（或内置类型）的实例。可以在类的构造函数中编写代码，
通过保留每个实例的弱引用列表来跟踪所有实例。


为什么 "id()" 的结果看起来不是唯一的？
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"id()" 返回一个整数，该整数在对象的生命周期内保证是唯一的。 因为在
CPython 中，这是对象的内存地址，所以经常发生在从内存中删除对象之后，下
一个新创建的对象被分配在内存中的相同位置。 这个例子说明了这一点：

>>> id(1000) 
13901272
>>> id(2000) 
13901272

这两个 id 属于不同的整数对象，之前先创建了对象，执行 "id()" 调用后又立
即被删除了。若要确保检测 id 时的对象仍处于活动状态，请再创建一个对该对
象的引用：

>>> a = 1000; b = 2000
>>> id(a) 
13901272
>>> id(b) 
13891296


什么情况下可以依靠 *is* 运算符进行对象的身份相等性测试？
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"is" 运算符可用于测试对象的身份相等性。"a is b" 等价于 "id(a) ==
id(b)"。

身份相等性最重要的特性就是对象总是等同于自身，"a is a" 一定返回 "True"
。身份相等性测试的速度通常比相等性测试要快。而且与相等性测试不一样，身
份相等性测试会确保返回布尔值 "True" 或 "False"。

但是，身份相等性测试 *只能* 在对象身份确定的场景下才可替代相等性测试。
一般来说，有以下3种情况对象身份是可以确定的：

1） 赋值操作创建了新的名称但没有改变对象身份。 在赋值操作 "new = old"
之后，可以保证 "new is old"。

2） 将对象置入存放对象引用的容器，对象身份不会改变。在列表赋值操作
"s[0] = x" 之后，可以保证 "s[0] is x"。

3） 单例对象，也即该对象只能存在一个实例。在赋值操作 "a = None" 和 "b
= None" 之后，可以保证 "a is b"，因为 "None" 是单例对象。

其他大多数情况下，都不建议使用身份相等性测试，而应采用相等性测试。尤其
是不应将身份相等性测试用于检测常量值，例如 "int" 和 "str"，因为他们并
不一定是单例对象：

   >>> a = 1000
   >>> b = 500
   >>> c = b + 500
   >>> a is c
   False

   >>> a = 'Python'
   >>> b = 'Py'
   >>> c = b + 'thon'
   >>> a is c
   False

同样地，可变容器的新实例，对象身份一定不同：

   >>> a = []
   >>> b = []
   >>> a is b
   False

在标准库代码中，给出了一些正确使用对象身份测试的常见模式：

1） 正如 **PEP 8** 所推荐的，对象身份测试是 "None" 值的推荐检测方式。
这样的代码读起来就像自然的英文，并可以避免与其他可能为布尔值且计算结果
为 False 的对象相混淆。

2) Detecting optional arguments can be tricky when "None" is a valid
input value.  In those situations, you can create a singleton sentinel
object guaranteed to be distinct from other objects.  For example,
here is how to implement a method that behaves like "dict.pop()":

   _sentinel = object()

   def pop(self, key, default=_sentinel):
       if key in self:
           value = self[key]
           del self[key]
           return value
       if default is _sentinel:
           raise KeyError(key)
       return default

3） 编写容器的实现代码时，有时需要用对象身份测试来加强相等性检测。这样
代码就不会被 "float('NaN')" 这类与自身不相等的对象所干扰。

例如，以下是 "collections.abc.Sequence.__contains__()" 的实现代码：

   def __contains__(self, value):
       for v in self:
           if v is value or v == value:
               return True
       return False


一个子类如何控制哪些数据被存储在一个不可变的实例中？
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当子类化一个不可变的类型时，重写 "__new__()" 方法，而不是 "__init__()"
方法。 后者只在一个实例被创建之后运行，这对于改变一个不可变的实例中的
数据来说太晚了。

所有这些不可变的类都有一个与它们的父类不同的签名:

   from datetime import date

   class FirstOfMonthDate(date):
       "Always choose the first day of the month"
       def __new__(cls, year, month, day):
           return super().__new__(cls, year, month, 1)

   class NamedInt(int):
       "Allow text names for some numbers"
       xlat = {'zero': 0, 'one': 1, 'ten': 10}
       def __new__(cls, value):
           value = cls.xlat.get(value, value)
           return super().__new__(cls, value)

   class TitleStr(str):
       "Convert str to name suitable for a URL path"
       def __new__(cls, s):
           s = s.lower().replace(' ', '-')
           s = ''.join([c for c in s if c.isalnum() or c == '-'])
           return super().__new__(cls, s)

这些类可以这样使用:

   >>> FirstOfMonthDate(2012, 2, 14)
   FirstOfMonthDate(2012, 2, 1)
   >>> NamedInt('ten')
   10
   >>> NamedInt(20)
   20
   >>> TitleStr('Blog: Why Python Rocks')
   'blog-why-python-rocks'


模块
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如何创建 .pyc 文件？
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当首次导入模块时（或当前已编译文件创建之后源文件发生了改动），在 ".py"
文件所在目录的 "__pycache__" 子目录下会创建一个包含已编译代码的 ".pyc"
文件。该 ".pyc" 文件的名称开头部分将与 ".py" 文件名相同，并以 ".pyc"
为后缀，中间部分则依据创建它的 "python" 版本而各不相同。（详见 **PEP
3147**。）

".pyc" 文件有可能会无法创建，原因之一是源码文件所在的目录存在权限问题
，这样就无法创建 "__pycache__" 子目录。假如以某个用户开发程序而以另一
用户运行程序，就有可能发生权限问题，测试 Web 服务器就属于这种情况。

除非设置了 "PYTHONDONTWRITEBYTECODE" 环境变量，否则导入模块并且 Python
能够创建``__pycache__``子目录并把已编译模块写入该子目录（权限、存储空
间等等）时，.pyc 文件就将自动创建。

在最高层级运行的 Python 脚本不会被视为经过了导入操作，因此不会创建
".pyc" 文件。假定有一个最高层级的模块文件 "foo.py"，它导入了另一个模块
"xyz.py"，当运行 "foo" 模块（通过输入 shell 命令 "python foo.py" ），
则会为 "xyz" 创建一个 ".pyc"，因为 "xyz" 是被导入的，但不会为 "foo" 创
建 ".pyc" 文件，因为 "foo.py" 不是被导入的。

若要为 "foo" 创建 ".pyc" 文件 —— 即为未做导入的模块创建 ".pyc" 文件 ——
可以利用 "py_compile" 和 "compileall" 模块。

"py_compile" 模块能够手动编译任意模块。 一种做法是交互式地使用该模块中
的 "compile()" 函数:

   >>> import py_compile
   >>> py_compile.compile('foo.py')                 

这将会将  ".pyc" 文件写入与 "foo.py" 相同位置下的 "__pycache__" 子目录
（或者你也可以通过可选参数 "cfile" 来重载该行为）。

还可以用 "compileall" 模块自动编译一个或多个目录下的所有文件。只要在命
令行提示符中运行 "compileall.py" 并给出要编译的 Python 文件所在目录路
径即可：

   python -m compileall .


如何找到当前模块名称？
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模块可以查看预定义的全局变量 "__name__" 获悉自己的名称。如其值为
"'__main__'" ，程序将作为脚本运行。通常，许多通过导入使用的模块同时也
提供命令行接口或自检代码，这些代码只在检测到处于 "__name__" 之后才会执
行：

   def main():
       print('Running test...')
       ...

   if __name__ == '__main__':
       main()


如何让模块相互导入？
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假设有以下模块：

foo.py：

   from bar import bar_var
   foo_var = 1

bar.py：

   from foo import foo_var
   bar_var = 2

问题是解释器将执行以下步骤：

* 首先导入foo

* 创建用于foo的空全局变量

* foo被编译并开始执行

* foo 导入 bar

* 创建了用于bar 的空全局变量

* bar被编译并开始执行

* bar 导入 foo（这是一个空操作，因为已经有一个名为 foo 的模块）。

* bar.foo_var = foo.foo_var

最后一步失败了，因为 Python 还没有完成对 foo 的解释，foo 的全局符号字
典仍然是空的。

当你使用 "import foo" ，然后尝试在全局代码中访问 "foo.foo_var" 时，会
发生同样的事情。

这个问题有（至少）三种可能的解决方法。

Guido van Rossum 建议完全避免使用 "from <module> import ..." ，并将所
有代码放在函数中。全局变量和类变量的初始化只应使用常量或内置函数。这意
味着导入模块中的所有内容都以 "<module>.<name>" 的形式引用。

Jim Roskind 建议每个模块都应遵循以下顺序：

* 导出（全局变量、函数和不需要导入基类的类）

* "import" 语句

* 本模块的功能代码（包括根据导入值进行初始化的全局变量）。

Van Rossum 不太喜欢这种方法，因为import出现在一个奇怪的地方，但它确实
有效。

Matthias Urlichs 建议对代码进行重构，使得递归导入根本就没必要发生。

这些解决方案并不相互排斥。


__import__('x.y.z') 返回的是 <module 'x'> ；该如何得到 z 呢？
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不妨考虑换用 "importlib" 中的函数 "import_module()" ：

   z = importlib.import_module('x.y.z')


对已导入的模块进行了编辑并重新导入，但变动没有得以体现。这是为什么？
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出于效率和一致性的原因，Python 仅在第一次导入模块时读取模块文件。否则
，在一个多模块的程序中，每个模块都会导入相同的基础模块，那么基础模块将
会被一而再、再而三地解析。如果要强行重新读取已更改的模块，请执行以下操
作：

   import importlib
   import modname
   importlib.reload(modname)

警告：这种技术并非万无一失。尤其是模块包含了以下语句时：

   from modname import some_objects

仍将继续使用前一版的导入对象。如果模块包含了类的定义，并 *不会* 用新的
类定义更新现有的类实例。这样可能会导致以下矛盾的行为：

   >>> import importlib
   >>> import cls
   >>> c = cls.C()                # Create an instance of C
   >>> importlib.reload(cls)
   <module 'cls' from 'cls.py'>
   >>> isinstance(c, cls.C)       # isinstance is false?!?
   False

只要把类对象的 id 打印出来，问题的性质就会一目了然：

   >>> hex(id(c.__class__))
   '0x7352a0'
   >>> hex(id(cls.C))
   '0x4198d0'
