# 2to3 - 自動將 Python 2的程式碼轉成 Python 3

2to3 是一个 Python 程序，它可以读取 Python 2.x 的源代码并使用一系列的 修复器 来将其转换为合法的 Python 3.x 代码。 标准库已包含了丰富的修复器，这足以处理几乎所有代码。 不过 2to3 的支持库 `lib2to3` 是一个很灵活通用的库，所以还可以编写你自己的 2to3 修复器。

## 使用 2to3

2to3 通常会作为脚本和 Python 解释器一起安装，你可以在 Python 根目录的 `Tools/scripts` 文件夹下找到它。

2to3 的基本调用参数是一个需要转换的文件或目录列表。对于目录，会递归地寻找其中的 Python 源码。

這邊有簡單的 Python 2的原始檔案 `example.py`:

    def greet(name):
        print "Hello, {0}!".format(name)
    print "What's your name?"
    name = raw_input()
    greet(name)

它可以在命令行中使用 2to3 转换成 Python 3.x 版本的代码：

    $ 2to3 example.py

这个命令会打印出和源文件的区别。通过传入 `-w` 参数，2to3 也可以把需要的修改写回到原文件中（除非传入了 `-n` 参数，否则会为原始文件创建一个副本）：

    $ 2to3 -w example.py

在转换完成后，`example.py` 看起来像是这样：

    def greet(name):
        print("Hello, {0}!".format(name))
    print("What's your name?")
    name = input()
    greet(name)

注释和缩进都会在转换过程中保持不变。

默认情况下，2to3 会执行 预定义修复器 的集合。使用 `-l` 参数可以列出所有可用的修复器。使用 `-f` 参数可以明确指定需要使用的修复器集合。而使用 `-x` 参数则可以明确指定不使用的修复器。下面的例子会只使用 `imports` 和 `has_key` 修复器运行：

    $ 2to3 -f imports -f has_key example.py

这个命令会执行除了 `apply` 之外的所有修复器：

    $ 2to3 -x apply example.py

有一些修复器是需要 显式指定 的，它们默认不会执行，必须在命令行中列出才会执行。比如下面的例子，除了默认的修复器以外，还会执行 `idioms` 修复器：

    $ 2to3 -f all -f idioms example.py

注意这里使用 `all` 来启用所有默认的修复器。

有些情况下 2to3 会找到源码中有一些需要修改，但是无法自动处理的代码。在这种情况下，2to3 会在差异处下面打印一个警告信息。你应该定位到相应的代码并对其进行修改，以使其兼容 Python 3.x。

2to3 也可以重构 doctests。使用 `-d` 开启这个模式。需要注意*只有* doctests 会被重构。这种模式下不需要文件是合法的 Python 代码。举例来说，reST 文档中类似 doctests 的示例也可以使用这个选项进行重构。

`-v` 选项可以输出更多转换程序的详细信息。

由于某些 print 语句可被解读为函数调用或是语句，2to3 并不总能读取包含 print 函数的文件。 当 2to3 检测到存在 `from __future__ import print_function` 编译器指令时，会修改其内部语法将 `print()` 解读为函数。 这一变动也可以使用 `-p` 旗标手动开启。 使用 `-p` 来为已转换过 print 语句的代码运行修复器。 也可以使用 `-e` 将 `exec()` 解读为函数。

`-o` 或 `--output-dir` 选项可以指定将转换后的文件写入其他目录中。由于这种情况下不会覆写原始文件，所以创建副本文件毫无意义，因此也需要使用 `-n` 选项来禁用创建副本。

3.2.3 版新加入: 增加了 `-o` 选项。

`-W` 或 `--write-unchanged-files` 选项用来告诉 2to3 始终需要输出文件，即使没有任何改动。这在使用 `-o` 参数时十分有用，这样就可以将整个 Python 源码包完整地转换到另一个目录。这个选项隐含了 `-w` 选项，否则等于没有作用。

3.2.3 版新加入: 增加了 `-W` 选项。

`--add-suffix` 选项接受一个字符串，用来作为后缀附加在输出文件名后面的后面。由于写入的文件名与原始文件不同，所以没有必要创建副本，因此 `-n` 选项也是必要的。举个例子：

    $ 2to3 -n -W --add-suffix=3 example.py

这样会把转换后的文件写入 `example.py3` 文件。

3.2.3 版新加入: 增加了 `--add-suffix` 选项。

将整个项目从一个目录转换到另一个目录可以用这样的命令：

    $ 2to3 --output-dir=python3-version/mycode -W -n python2-version/mycode

## 修复器

转换代码的每一个步骤都封装在修复器中。可以使用 `2to3 -l` 来列出可用的修复器。之前已经提到，每个修复器都可以独立地打开或是关闭。下面会对各个修复器做更详细的描述。

`apply`

  移除对 `apply()` 的使用，举例来说，`apply(function, *args, **kwargs)` 会被转换成 `function(*args, **kwargs)`。

`asserts`

  将已弃用的 `unittest` 方法替换为正确的。

  從 | 到
  --- | ---
  `failUnlessEqual(a, b)` | `assertEqual(a, b)`
  `assertEquals(a, b)` | `assertEqual(a, b)`
  `failIfEqual(a, b)` | `assertNotEqual(a, b)`
  `assertNotEquals(a, b)` | `assertNotEqual(a, b)`
  `failUnless(a)` | `assertTrue(a)`
  `assert_(a)` | `assertTrue(a)`
  `failIf(a)` | `assertFalse(a)`
  `failUnlessRaises(exc, cal)` | `assertRaises(exc, cal)`
  `failUnlessAlmostEqual(a, b)` | `assertAlmostEqual(a, b)`
  `assertAlmostEquals(a, b)` | `assertAlmostEqual(a, b)`
  `failIfAlmostEqual(a, b)` | `assertNotAlmostEqual(a, b)`
  `assertNotAlmostEquals(a, b)` | `assertNotAlmostEqual(a, b)`

`basestring`

  将 `basestring` 转换为 `str`。

`buffer`

  将 `buffer` 转换为 `memoryview`。这个修复器是可选的，因为 `memoryview` API 和 `buffer` 很相似，但不完全一样。

`dict`

  修复字典迭代方法。`dict.iteritems()` 会转换成 `dict.items()`，`dict.iterkeys()` 会转换成 `dict.keys()`，`dict.itervalues()` 会转换成 `dict.values()`。类似的，`dict.viewitems()`，`dict.viewkeys()` 和 `dict.viewvalues()` 会分别转换成 `dict.items()`，`dict.keys()` 和 `dict.values()`。另外也会将原有的 `dict.items()`，`dict.keys()` 和 `dict.values()` 方法调用用 `list` 包装一层。

`except`

  将 `except X, T` 转换为 `except X as T`。

`exec`

  将 `exec` 语句转换为 `exec()` 函数调用。

`execfile`

  移除 `execfile()` 的使用。`execfile()` 的实参会使用 `open()`，`compile()` 和 `exec()` 包装。

`exitfunc`

  将对 `sys.exitfunc` 的赋值改为使用 `atexit` 模块代替。

`filter`

  将 `filter()` 函数用 `list` 包装一层。

`funcattrs`

  修复已经重命名的函数属性。比如 `my_function.func_closure` 会被转换为 `my_function.__closure__`。

`future`

  移除 `from __future__ import new_feature` 语句。

`getcwdu`

  将 `os.getcwdu()` 重命名为 `os.getcwd()`。

`has_key`

  将 `dict.has_key(key)` 转换为 `key in dict`。

`idioms`

  这是一个可选的修复器，会进行多种转换，将 Python 代码变成更加常见的写法。类似 `type(x) is SomeClass` 和 `type(x) == SomeClass` 的类型对比会被转换成 `isinstance(x, SomeClass)`。`while 1` 转换成 `while True`。这个修复器还会在合适的地方使用 `sorted()` 函数。举个例子，这样的代码块：

      L = list(some_iterable)
      L.sort()

  会被转换为：

      L = sorted(some_iterable)

`import`

  检测 sibling imports，并将其转换成相对 import。

`imports`

  处理标准库模块的重命名。

`imports2`

  处理标准库中其他模块的重命名。这个修复器由于一些技术上的限制，因此和 `imports` 拆分开了。

`input`

  将 `input(prompt)` 转换为 `eval(input(prompt))`。

`intern`

  将 `intern()` 转换为 `sys.intern()`。

`isinstance`

  修复 `isinstance()` 函数第二个实参中重复的类型。举例来说，`isinstance(x, (int, int))` 会转换为 `isinstance(x, int)`, `isinstance(x, (int, float, int))` 会转换为 `isinstance(x, (int, float))`。

`itertools_imports`

  移除 `itertools.ifilter()`，`itertools.izip()` 以及 `itertools.imap()` 的 import。对 `itertools.ifilterfalse()` 的 import 也会替换成 `itertools.filterfalse()`。

`itertools`

  修改 `itertools.ifilter()`，`itertools.izip()` 和 `itertools.imap()` 的调用为对应的内建实现。`itertools.ifilterfalse()` 会替换成 `itertools.filterfalse()`。

`long`

  将 `long` 重命名为 `int`。

`map`

  用 `list` 包装 `map()`。同时也会将 `map(None, x)` 替换为 `list(x)`。使用 `from future_builtins import map` 禁用这个修复器。

`metaclass`

  将老的元类语法（类体中的 `__metaclass__ = Meta`）替换为新的（`class X(metaclass=Meta)`）。

`methodattrs`

  修复老的方法属性名。例如 `meth.im_func` 会被转换为 `meth.__func__`。

`ne`

  转换老的不等语法，将 `<>` 转为 `!=`。

`next`

  将迭代器的 `next()` 方法调用转为 `next()` 函数。也会将 `next()` 方法重命名为 `__next__()`。

`nonzero`

  将 `__nonzero__()` 转换为 `__bool__()`。

`numliterals`

  将八进制字面量转为新的语法。

`operator`

  将 `operator` 模块中的许多方法调用转为其他的等效函数调用。如果有需要，会添加适当的 `import` 语句，比如 `import collections.abc`。有以下转换映射：

  從 | 到
  --- | ---
  `operator.isCallable(obj)` | `callable(obj)`
  `operator.sequenceIncludes(obj)` | `operator.contains(obj)`
  `operator.isSequenceType(obj)` | `isinstance(obj, collections.abc.Sequence)`
  `operator.isMappingType(obj)` | `isinstance(obj, collections.abc.Mapping)`
  `operator.isNumberType(obj)` | `isinstance(obj, numbers.Number)`
  `operator.repeat(obj, n)` | `operator.mul(obj, n)`
  `operator.irepeat(obj, n)` | `operator.imul(obj, n)`

`paren`

  在列表生成式中增加必须的括号。例如将 `[x for x in 1, 2]` 转换为 `[x for x in (1, 2)]`。

`print`

  将 `print` 语句转换为 `print()` 函数。

`raise`

  将 `raise E, V` 转换为 `raise E(V)`，将 `raise E, V, T` 转换为 `raise E(V).with_traceback(T)`。如果 `E` 是元组，这样的转换是不正确的，因为用元组代替异常的做法在 3.0 中已经移除了。

`raw_input`

  将 `raw_input()` 转换为 `input()`。

`reduce`

  将 `reduce()` 转换为 `functools.reduce()`。

`reload`

  将 `reload()` 转换为 `importlib.reload()`。

`renames`

  将 `sys.maxint` 转换为 `sys.maxsize`。

`repr`

  将反引号 repr 表达式替换为 `repr()` 函数。

`set_literal`

  将 `set` 构造函数替换为 set literals 写法。这个修复器是可选的。

`standarderror`

  将 `StandardError` 重命名为 `Exception`。

`sys_exc`

  将弃用的 `sys.exc_value`，`sys.exc_type`，`sys.exc_traceback` 替换为 `sys.exc_info()` 的用法。

`throw`

  修复生成器的 `throw()` 方法的 API 变更。

`tuple_params`

  移除隐式的元组参数解包。这个修复器会插入临时变量。

`types`

  修复 `type` 模块中一些成员的移除引起的代码问题。

`unicode`

  将 `unicode` 重命名为 `str`。

`urllib`

  将 `urllib` 和 `urllib2` 重命名为 `urllib` 包。

`ws_comma`

  移除逗号分隔的元素之间多余的空白。这个修复器是可选的。

`xrange`

  将 `xrange()` 重命名为 `range()`，并用 `list` 包装原有的 `range()`。

`xreadlines`

  将 `for x in file.xreadlines()` 转换为 `for x in file`。

`zip`

  用 `list` 包装 `zip()`。如果使用了 `from future_builtins import zip` 的话会禁用。

## `lib2to3` —— 2to3 支持库

源代码： Lib/lib2to3/

3.10 版後已棄用: Python 3.9 将切换到 PEG 解析器 (参见 PEP 617)，Python 3.10 可能会包含 lib2to3 的 LL(1) 解析器所不能解析的新语法。 `lib2to3` 模块可能会在未来的 Python 版本中被移出标准库。 请考虑使用第三方替代例如 LibCST 或 parso。

備註

`lib2to3` API 并不稳定，并可能在未来大幅修改。