選自datawhatnow

作者：Vinko Kod?oman??

機器之心編譯

參與：Geek AI、思源

從 3.0 到 3.8，Python 3 已經更新了一波又一波，但似乎我們用起來和 2.7 沒有太大區別？以前該怎么寫 2.7 的代碼現在就怎么寫，只不過少數表達方式變了而已。在這篇文章中，作者介紹了 3.0 以來真正 Amazing 的新函數與新方法，也許這些方法我們都不太熟，但它們確實在實踐中非常重要。

許多人在了解到 Python 2.7 即將停止維護后，都開始將他們的 Python 版本從 2 切換到 3。截止到 5 月 19 號上午 10 點，Python 2.7 將終結于...

在這一段時間中，很多優秀開源項目與庫已經停止了對 2.7 的支持。例如到今年 1 月份，NumPy 將停止支持 Python 2；到今年年末，Ipython、Cython 和 Pandas 等等都將陸續停止支持 Python 2。

雖然我們都往 3.X 遷移，但許多人編寫的 Python 3 代碼仍然看起來像 Python 2 一樣，只不過加入了一些括號或改了些 API。在本文中，作者將展示一些令人激動的 Python 3.X 新特性。這些特性或方法都是 Python 3 各個版本中新加的，它們相比傳統的 Python 方法，更容易解決實踐中的一些問題。

所有的示例都是在 Python 3.7 的環境下編寫的，每個特性示例都給出了其正常工作所需的最低的 Python 版本。

格式化字符串 f-string（最低 Python 版本為 3.6）

在任何的編程語言中，不使用字符串都是寸步難行的。而為了保持思路清晰，你會希望有一種結構化的方法來處理字符串。大多數使用 Python 的人會偏向于使用「format」方法。

user?=?"Jane?Doe"
action?=?"buy"
log_message?=?'User?{}?has?logged?in?and?did?an?action?{}.'.format(
??user,
??action
)
print(log_message)
#?User?Jane?Doe?has?logged?in?and?did?an?action?buy.

除了「format」，Python 3 還提供了一種通過「f-string」進行字符串插入的靈活方法。使用「f-string」編寫的與上面功能相同的代碼是這樣的：

user?=?"Jane?Doe"
action?=?"buy"
log_message?=?f'User?{user}?has?logged?in?and?did?an?action?{action}.'
print(log_message)
#?User?Jane?Doe?has?logged?in?and?did?an?action?buy.

相比于常見的字符串格式符 %s 或 format 方法，f-strings 直接在占位符中插入變量顯得更加方便，也更好理解。

路徑管理庫 Pathlib（最低 Python 版本為 3.4）

f-string 非常強大，但是有些像文件路徑這樣的字符串有他們自己的庫，這些庫使得對它們的操作更加容易。Python 3 提供了一種處理文件路徑的抽象庫「pathlib」。如果你不知道為什么應該使用 pathlib，請參閱下面這篇 Trey Hunner 編寫的炒雞棒的博文：「https://treyhunner.com/2018/12/why-you-should-be-using-pathlib/」

from?pathlib?import?Path

root?=?Path('post_sub_folder')
print(root)
#?post_sub_folder

path?=?root?/?'happy_user'

#?Make?the?path?absolute
print(path.resolve())
#?/home/weenkus/Workspace/Projects/DataWhatNow-Codes/how_your_python3_should_look_like/post_sub_folder/happy_user

如上所示，我們可以直接對路徑的字符串進行「/」操作，并在絕對與相對地址間做轉換。

類型提示 Type hinting（最低 Python 版本為 3.5）

靜態和動態類型是軟件工程中一個熱門的話題，幾乎每個人 對此有自己的看法。讀者應該自己決定何時應該編寫何種類型，因此你至少需要知道 Python 3 是支持類型提示的。

def?sentence_has_animal(sentence:?str)?->?bool:
??return?"animal"?in?sentence

sentence_has_animal("Donald?had?a?farm?without?animals")
#?True

枚舉（最低 Python 版本為 3.4）

Python 3 支持通過「Enum」類編寫枚舉的簡單方法。枚舉是一種封裝常量列表的便捷方法，因此這些列表不會在結構性不強的情況下隨機分布在代碼中。

from?enum?import?Enum,?auto

class?Monster(Enum):
????ZOMBIE?=?auto()
????WARRIOR?=?auto()
????BEAR?=?auto()

print(Monster.ZOMBIE)
#?Monster.ZOMBIE

枚舉是符號名稱（成員）的集合，這些符號名稱與唯一的常量值綁定在一起。在枚舉中，可以通過標識對成員進行比較操作，枚舉本身也可以被遍歷。

參考：https://docs.python.org/3/library/enum.html

for?monster?in?Monster:
????print(monster)

#?Monster.ZOMBIE
#?Monster.WARRIOR
#?Monster.BEAR

原生 LRU 緩存（最低 Python 版本為 3.2）

目前，幾乎所有層面上的軟件和硬件中都需要緩存。Python 3 將 LRU（最近最少使用算法）緩存作為一個名為「lru_cache」的裝飾器，使得對緩存的使用非常簡單。

下面是一個簡單的斐波那契函數，我們知道使用緩存將有助于該函數的計算，因為它會通過遞歸多次執行相同的工作。

import?time

def?fib(number:?int)?->?int:
????if?number?==?0:?return?0
????if?number?==?1:?return?1

????return?fib(number-1)?+?fib(number-2)

start?=?time.time()
fib(40)
print(f'Duration:?{time.time()?-?start}s')
#?Duration:?30.684099674224854s

現在，我們可以使用「lru_cache」來優化它（這種優化技術被稱為「memoization」）。通過這種優化，我們將執行時間從幾秒降低到了幾納秒。

from?functools?import?lru_cache

@lru_cache(maxsize=512)
def?fib_memoization(number:?int)?->?int:
????if?number?==?0:?return?0
????if?number?==?1:?return?1

????return?fib_memoization(number-1)?+?fib_memoization(number-2)

start?=?time.time()
fib_memoization(40)
print(f'Duration:?{time.time()?-?start}s')
#?Duration:?6.866455078125e-05s

擴展的可迭代對象解包（最低 Python 版本為 3.0）

對于這個特性，代碼就說明了一切。

參考：https://www.python.org/dev/peps/pep-3132/

head,?*body,?tail?=?range(5)
print(head,?body,?tail)
#?0?[1,?2,?3]?4

py,?filename,?*cmds?=?"python3.7?script.py?-n?5?-l?15".split()
print(py)
print(filename)
print(cmds)
#?python3.7
#?script.py
#?['-n',?'5',?'-l',?'15']

first,?_,?third,?*_?=?range(10)
print(first,?third)
#?0?2

Data class 裝飾器（最低 Python 版本為 3.7）

Python 3 引入了「data class」，它們沒有太多的限制，可以用來減少對樣板代碼的使用，因為裝飾器會自動生成諸如「__init__（）」和「__repr（）__」這樣的特殊方法。在官方的文檔中，它們被描述為「帶有缺省值的可變命名元組」。

class?Armor:

????def?__init__(self,?armor:?float,?description:?str,?level:?int?=?1):
????????self.armor?=?armor
????????self.level?=?level
????????self.description?=?description

????def?power(self)?->?float:
????????return?self.armor?*?self.level

armor?=?Armor(5.2,?"Common?armor.",?2)
armor.power()
#?10.4

print(armor)
#?<__main__.Armor?object?at?0x7fc4800e2cf8>

使用「Data class」實現相同的 Armor 類。

from?dataclasses?import?dataclass

@dataclass
class?Armor:
????armor:?float
????description:?str
????level:?int?=?1

????def?power(self)?->?float:
????????return?self.armor?*?self.level

armor?=?Armor(5.2,?"Common?armor.",?2)
armor.power()
#?10.4

print(armor)
#?Armor(armor=5.2,?description='Common?armor.',?level=2)

隱式命名空間包（最低 Python 版本為 3.3）

一種組織 Python 代碼文件的方式是將它們封裝在程序包中（包含一個「__init__.py」的文件夾）。下面是官方文檔提供的示例。

sound/??????????????????????????Top-level?package
??????__init__.py???????????????Initialize?the?sound?package
??????formats/??????????????????Subpackage?for?file?format?conversions
??????????????__init__.py
??????????????wavread.py
??????????????wavwrite.py
??????????????aiffread.py
??????????????aiffwrite.py
??????????????auread.py
??????????????auwrite.py
??????????????...
??????effects/??????????????????Subpackage?for?sound?effects
??????????????__init__.py
??????????????echo.py
??????????????surround.py
??????????????reverse.py
??????????????...
??????filters/??????????????????Subpackage?for?filters
??????????????__init__.py
??????????????equalizer.py
??????????????vocoder.py
??????????????karaoke.py
??????????????...

在 Python 2 中，上面每個文件夾都必須包含將文件夾轉化為 Python 程序包的「__init__.py」文件。在 Python 3 中，隨著隱式命名空間包的引入，這些文件不再是必須的了。

sound/??????????????????????????Top-level?package
??????__init__.py???????????????Initialize?the?sound?package
??????formats/??????????????????Subpackage?for?file?format?conversions
??????????????wavread.py
??????????????wavwrite.py
??????????????aiffread.py
??????????????aiffwrite.py
??????????????auread.py
??????????????auwrite.py
??????????????...
??????effects/??????????????????Subpackage?for?sound?effects
??????????????echo.py
??????????????surround.py
??????????????reverse.py
??????????????...
??????filters/??????????????????Subpackage?for?filters
??????????????equalizer.py
??????????????vocoder.py
??????????????karaoke.py
??????????????...

正如有些人說的那樣，這項工作并沒有像這篇文章說的那么簡單，官方文檔「PEP 420 Specification」指出，常規的程序包仍然需要「__init__.py」，把它從一個文件夾中刪除會將該文件夾變成一個本地命名空間包，這會帶來一些額外的限制。本地命名空間包的官方文檔給出了一個很好的示例，并且明確指出了所有的限制。

結語

和網上幾乎所有的技術列表一樣，本文給出的列表也并不完整。希望這篇文章至少向你展示了一些以前不知道的 Python 3 功能，它將幫助你編寫出更加干凈、 直觀的代碼。

最后，本文中給出的所有代碼都可以在作者的 GitHub 上找到：https://github.com/Weenkus/DataWhatNow-Codes/blob/master/things_you_are_probably_not_using_in_python_3_but_should/python%203%20examples.ipynb

原文鏈接：https://datawhatnow.com/things-you-are-probably-not-using-in-python-3-but-should/

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Python 2.7 将于7个月后终结，这是你需要了解的3.X炫酷新特性的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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