| 自从 Python 1.5.2(一个长期以来一直稳定且可靠的版本)迈入 “黄金时代” 以来,Python 增加了许多语法特性以及内置函数和类型。这些改进单独地看都是合理的调整,但是作为一个整体,它们使 Python 变得更加复杂,不再是有经验的程序员 “花上一个下午” 就能够掌握的语言了;另外,一些修改在带来好处的同时也有缺陷。
在本文中,我要讨论在最近几个 Python 版本中增加的不那么引人注目的特性,我将分析哪些改进具有真正的价值,哪些特性只是不必要地增加了复杂性。我希望向所有并非一直使用 Python 的程序员指出真正具有价值的东西。这包括使用其他语言的程序员以及只将编程当做副业的科学家。当遇到一些难题时,我会提供解决方案。
不可比较的麻烦
在 Python 2.0 和 Python 2.1 之间,发生了一些奇怪的变化。以前可以比较的对象在进行比较时却引发了异常。具体地说,复数无法与其他数字进行比较了,包括其他复数以及整数、浮点数和长整数。实际上,在此之前,比较 Unicode 字符串和文本字符串时就可能会遇到这个问题,但那只发生在一些极端情况下。
我认为,这些修改很怪异,没有必要。在 1.5.2 的黄金时代,无论比较什么对象,不等操作符总会返回一个结果。当然,结果不一定是有意义的 —— 比如字符串和浮点数的比较就没有意义。但是,至少我们总会得到一个一致的结果。
出现这些修改之后,一些 Python 支持者认为不允许对不同类型的对象进行不等比较是件好事,只有定义了定制的比较函数之后,才能进行这种比较。我觉得,在处理定制类和多重继承时,编写定制的比较函数实际上很需要技巧。另外,不能在浮点数、整数和长整数(比如 decimal)之间进行比较是非常不方便的。但是,或许可以定义一个合理的规则。
但是,无论定义什么样的规则,它都与 Python 过去的做法有非常大的差异。现在的情况是比较行为无规律可循,即使知道比较的对象的类型,也无法确定它们是否是可比较的(而且不等性既非可传递也非封闭式):
清单 1. 比较是否成功取决于类型和值 >>> map(type, (u1, s1, s2)) [<type 'unicode'>, <type 'str'>, <type 'str'>] >>> u1 < s1 True >>> s1 < s2 True >>> u1 < s2 UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode byte 0xf0 in posITion 0: ordinal not in range(128) >>> map(type, (n, j, u1)) [<type 'int'>, <type 'complex'>, <type 'unicode'>] >>> n < u1 True >>> j < u1 True >>> n < j TypeError: no ordering relation is defined for complex numbers
更糟糕的是,复数现在不能与大多数 数字值进行比较,但是可以通过大多数非数字值判断出绝对的不等性。例如,考虑到理论纯洁性,我知道 1+1j 与 2-3j 的比较是没有意义的,但是为什么有下面这样的结果:
清单 2. 令人吃惊的比较结果 >>> 2-3j < 'spam' True >>> 4+0j < decimal.Decimal('3.14') True >>> 4+0j < 5+0j TypeError: no ordering relation is defined for complex numbers
从理论上来讲,这全无 “纯” 可言。
一个真正的瑕疵:对异构集合进行排序
自变量有时候会造成编程错误,试图对不可比较的类型进行比较。但是 Python 可以顺利地执行许多这种类型的比较;并且依照 “duck typing” 哲学来完成这样的任务(duck typing 是指 “如果看起来像鸭子,听起来像鸭子,就可以把它当作鸭子”,也就是说,不管对象是 什么,只在乎它做 什么。)Python 集合常常将不同类型的对象组织在一起,希望能够做 与其中的各对象相似的事情。一种常见的用例是对一组不同类型的值进行编码,以便通过某种协议进行传输。
对于这其中的大多数值,不等比较是不必要的。但是,在一种常见的情况下,不等性是非常有用的;那就是对集合进行排序 时,通常是对列表或与列表类似的定制集合进行排序。有时候,需要以一种有意义的升序来处理集合(例如,按照数据值从小到大的次序)。在其他时候,需要为多个集合创建一种固定的次序,尤其是为了对两个集合执行某种类似于 “list diff” 的处理时。也就是说,如果一个对象在这两个集合中都存在,那么就执行一种操作;如果它只在一个集合中存在,就执行另一种操作。不断地检查 if x in otherlist 会导致效率成 big-O 式几何级数递减;在两个固定排序的列表之间进行平行匹配的效率要高得多。例如:
清单 3. 根据两个列表的成员关系执行不同的操作 list1.sort() list2.sort() list2_xtra = [] list2_ndx = 0 for IT1 in list1: IT2 = list2[list2_ndx] while it1 < IT2: list2_ndx += 1 IT2 = list2[list2_ndx] if it1 == IT2: item_in_both(IT1) elif it1 > IT2: item_in_list1(IT1) else: list2_xtra.appen(IT2) for IT2 in list2_xtra: item_in_list2(IT2)
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