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Python 為什么如此設計?

2022-12-19 06:39:14 後端開發

大概兩年半前,我萌生了要創作一個新的系列文章的想法,也就是“Python為什么”,試圖對 Python 的語法及特性提出“為什么”式的問題,以此加深對它的理解,探尋使用技巧、發展演變、設計哲學等話題,

一直以來,我都是一個有著較強問題意識的充滿著好奇心的人,擅長于識別出相似東西的差異,并從差異性上發現事物的獨特意義,

于是,當將 Python 與其它編程語言作比較時,加上閱讀及翻譯了一些 PEP 從而積攢了一些素材后,我就得到了很多的小發現,當確認了國內外的技術社區里缺少這方面的文章后,我就更確信了這件事的獨特價值,

我當時有個天真的想法,覺得可以按照“十萬個為什么”的方式,寫出源源不斷的文章……

剛開始的 2020 年下半年,我創作力旺盛,寫了約 20 篇“Python為什么”系列文章!然而,到了 2021 年,僅有 2 篇!再到 2022 年,也是僅僅 2 篇!!……

時間都去哪兒了?怎么我才稍稍微偷了個懶兒,它就不見了呢?本來計劃有不少想寫的話題的,怎么拖著拖著就忘了該怎么寫了呢……

最近眼看到了年末,我越想越是有些不甘,于是,花了幾天時間,好好梳理了下“Python為什么”系列文章,優化了 Github 的介紹內容,準備認真把這個系列重拾起來!

Github 專案主頁

我把之前調查問卷里遺留的問題,以及其它計劃要寫的話題放在 Issues 跟蹤,歡迎大家來提問題/給建議/指導寫作/監督催更……

下面放出的是目前系列文章的介紹,懇請喜歡本系列的同學給顆 star 鼓勵一下!(內容會不斷更新/增長,請以 Github 主頁為準,)

如果你在手機微信端閱讀,由于鏈接跳轉麻煩,建議你通過這個合集的鏈接進行閱讀,

文章串列

  • Python 設計和歷史的常見問題
    • Python 官方提供了約 30 個常見問題的 FAQ,你可以從中快速得到“權威”的解釋
  • Python 為什么用 len() 函式,不用 x.len() 風格?
    • 介紹了《流暢的Python》及 Guido 的解釋
    • 我本人認為這體現了 Python 對世界本質的洞察
    • 文章順便回答了:為什么 Python 的索引從 0 開始計數?
  • Python 為什么使用縮進來劃分代碼塊?
    • 這是個經典的問題,總會被提起,我總結了 8 個原因
    • 有不少人對上述 8 個原因并不買賬,因此我補充了一個回復:Python 的縮進絕不是反人類的設計!
    • Guido 在一次采訪中說:嚴格要求代碼縮進確實有點夸張,改用花括號,也不是不可以
    • Python 的縮進起源于 ABC,而 ABC 的縮進起源于 60-70 年代的編程暢想
  • Python 為什么不用分號作陳述句終止符?
    • 分號一般有分隔符與終止符兩種作用,但 Python 只用分號作為分隔符,卻不用它作為終止符, 而是改用換行作為終止符,本文精煉總結了 5 個原因
  • Python 為什么沒有 main 函式?為什么我不推薦寫 main 函式?
    • main 函式作為某些編程語言的執行入口是強制必要的,然而 Python 這門腳本語言有著自己更為靈活的執行方式
    • 在我的編程習慣中,我反感那些不假思索的if __name__ == '__main__' 寫法,文中給出了我的編程建議
  • Python 為什么推薦蛇形命名法?
    • 編程語言中有好幾種變數命名風格,最為流行的兩種分別是駝峰命名法和蛇形命名法,本文從編程語言的歷史發展程序和語言內部的使用習慣角度,解釋了為什么 Python 更偏好于蛇形命名法
  • Python 為什么不支持 i++ 自增語法,不提供 ++ 運算子?
    • 有過 C/C++/Java 等語言的編程經驗的開發者會疑惑,為什么 Python 中沒有 i++ 這樣的語法
    • 這個問題反映出 Python 中的數字物件跟其它語言中的數字有著根本性的差異;另外,Python 的可迭代物件特性,也深刻影響著語言的諸多設計方面
  • Python 為什么只需一條陳述句“a,b=b,a”,就能直接交換兩個變數?
    • 很多人以為“a,b=b,a”(交換變數操作)跟“a,b=1,2”(多變數賦值)一樣,都是基于元組解包的特性,然而 CPython 的實作并非如此
    • CPython 使用專門的優化指令(即 ROT_TWO、ROT_THREE 和 ROT_FOUR)實作堆疊頂元素的快捷交換
    • 當同時交換的元素數量大于 4 個時,解釋器才會跟“a,b=1,2”(多變數賦值)一樣,基于解包實作變數賦值
  • Python 為什么用 # 號作注釋符?
    • 注釋符是編程語言中最基礎的要素之一,Python 屬于“# 號注釋符陣營”,原因或許是它遵循著 Shell 等腳本語言的傳統
    • Python 中不存在“塊注釋符”,Guido 曾建議使用多行字串(multi-line strings)來達到塊注釋的效果,但這種方案在語意上有點怪異
  • Python 為什么要有 pass 陳述句?
    • pass 是 Python 獨有的一種空操作,其它語言并沒有這樣的設計
    • pass 可以作為一種空間占位符,輔助程式員快速編程,然而這點小用途并非至關重要的
    • 由于 Python 不使用花括號之類的手段來劃分代碼塊,因此在定義空函式時,pass 就成了一種補齊語法邏輯的方案
  • Python 為什么會有個奇怪的“...”物件?
    • ... 是 Python3 在 PEP-3100 中引入的一個內置常量,與 Ellipsis 表示同一個物件
    • 官方說它們是單例的,然而這有違事實,要么是檔案錯了,要么這是一個 Bug ?
    • ... 有什么用處,能夠解決什么問題?文中介紹了 4 個用途:擴展切片語法、表達“未完成的代碼”語意、Type Hint 用法、表示無限回圈
  • Python 為什么能支持任意的真值判斷?
    • 這也是 Python 與眾不同的一個特性,它將其它語言中僅限于布爾型別的操作(if 或 while 或布爾操作 and、or、not),擴展到了任意物件,帶來了極大的靈活性
    • 真值判斷的結果取決于__bool__() 和 __len__() 這兩個魔術方法的回傳值
    • Python 甚至可以對數字物件作真值判斷(表示 0 的數為 False,其它數為 True)
  • Python 函式為什么會默認回傳 None?
    • Python 隱性地為沒有帶 return 的函式添加一個 return 操作,即默認回傳 None 值,這是由解釋器強行注入的邏輯,這意味著:Python 中不存在無回傳值的函式
    • 為什么 Python 要強制令所有函式都有一個回傳值呢?為什么它不支持無回傳值的空函式呢?
  • Python 為什么沒有 void 關鍵字?
    • void 通常指的是一種型別(type),但是它沒有具體的值(value),文中介紹了其它語言需要使用 void 關鍵字實作的兩種功能
    • Python 舍棄了表示“沒有值的型別”的 void,統一使用表示“僅有一個值的型別” None,配合前一篇“所有函式必然有回傳值”的設計,實作了簡單好用的效果
  • Python 為什么是強型別語言,不是弱型別語言?
    • 動靜型別與強弱型別是兩組不同維度的概念,不應混為一談,在編程語言發展的早期,當強弱型別的概念還未提出時,一些大佬使用動靜型別來籠統地描述語言的特性,這是歷史原因
    • 如今主流觀點以“隱式型別轉換”來劃分強弱型別,Python 毫無疑問是強型別語言,文中針對幾個易混淆的問題,詳細解釋了為什么 Python 中不存在“隱式型別轉換”
  • Python 之父為什么嫌棄 lambda 匿名函式?
    • lambda 語法借鑒自 lisp 語言,卻遭到 Python 之父的嫌棄,然而它竟從他的屠刀下幸存,這段故事充滿戲劇性
    • Python 的 lambda 只支持單行運算式,功能不完備,曾有人提議增強 lambda 語法,Python 之父認為那不是好的設計,因而否決了
    • Guido 提出要一次性移除 reduce()、map()、filter() 以及 lambda,但最后他妥協了
  • Python 為什么不支持 switch 陳述句?
    • 大多數語言都提供了 switch 陳述句或者極其相似的東西,但在 Python 之父的裁決下,Python 不提供 switch 陳述句
    • 文章介紹了試圖引入 switch 陳述句的 PEP-275 與 PEP-3103,總結了這兩個提案的要點以及被否決的原因
  • Python 疑難問題:[] 與 list() 哪個快?為什么快?快多少呢?
    • 兩種創建串列的 [] 與 list() 寫法,哪一個更快呢,為什么它會更快呢?
    • 文章通過位元組碼與執行程序的分析,解釋了兩者執行速度的差異
  • 為什么說 Python 內置函式并不是萬能的?
    • 內置函式的名稱并不是關鍵字,而內置作用域位于名稱查找的最低優先級,因此在呼叫時,某些內置函式/型別的執行速度就明顯慢于它們對應的字面量表示法
  • 為什么繼承 Python 內置型別會出問題?!
    • 由《流暢的Python》中的例子,引出 Python 在內置型別子類化時不合常理的話題
    • 分析魔術方法的底層實作邏輯及呼叫關系,解釋內置型別存在的問題
    • 介紹了內置型別子類化的最佳實踐
  • 為什么 Python 的 f-string 可以拼接字串與數字?
    • Python 是強型別語言,在不經過強制型別轉換的情況下,字串無法拼接數字
    • 介紹了 PEP-498 實作 f-string 的原理
  • Python 的切片為什么不會索引越界?
    • 切片是不少編程語言的特性,Python 的切片不僅功能完善,而且在使用上更為靈活
    • 索引越界是一個常見的問題,Python 切片使用了幾條規則,屏蔽了可能導致出錯的情況
    • 文章介紹了 Python 的解決方案,但是也留下了一個疑問:為什么 Python 的切片語法要允許索引超出邊界呢,為什么不設計成拋出索引錯誤?
  • 為什么 range() 生成的不是迭代器?
    • 有很多內置方法可以生成迭代器,然而似乎只有 range() 生成的是可迭代物件,這個 range() 顯得非常獨特,文中給出了我對此的猜想
    • 我還注意到 range 是一種不可變序列,然而它跟字串這種不可變序列相比,也有著獨特的表現
  • Python 為什么要保留顯式的 self ?
    • 這也是一個常見問題,這里給出了官方檔案的解釋,另外附了 Guido 的一篇博客全文
  • Python 為什么不設計 do-while 回圈結構?
    • 在 C/C++、C#、PHP、Java、JavaScript 等語言中,do-while 是一種基本結構,Python 為什么不沿襲它們的傳統呢?有什么特殊的考慮?
    • 文章列舉了其它語言中 do-while 語法的主要使用場景,解釋了為什么 Python 可以不用這種結構
    • 介紹了 PEP-315 試圖引入 do-while 結構的嘗試,以及 Guido 的反對意見
  • 為什么 Python 3 把 print 改為函式?
    • Python3 與 Python2 最顯眼的一個區別就是:print 陳述句變成了 print() 函式
    • PEP-3105 Make print a function 是對這個問題最好的回答
  • 為什么說 Python 最會變魔術的魔術方法是它?
    • __missing__() 是僅在內置型別的子類上才存在的魔術方法,似乎是唯一的特例
    • __missing__() 極為特殊,Python 解釋器為它開了后門,實作了最為罕見的“魔術方法間呼叫”邏輯
  • Python 為什么用”elif“,而不是“else if”?
    • elif 寫法相比于“else if”更為簡潔,這種寫法并非 Python 首創,Guido 發推特解釋了這種寫法的來源

當在兩年半前寫下第一篇“Python為什么”系列的時候,我無法想象自己會在 2023 年到來之際寫下這一篇宣告重新起航的小結,更無法想象是在下一個兩年半,或者五年半或者更久,再次寫下一篇新的總結,誰說得準呢!

但是,不忘初心,珍惜當下的決心,樹立砥礪前行的恒心,我可以的!

最后,別急著劃走啊,請一定記得點個關注、點個 star 哈,喵喵喵~~

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/houduan/540222.html

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