使用Python的坑有哪些-創(chuàng)新互聯(lián)

這篇文章主要講解了“使用Python的坑有哪些”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來(lái)研究和學(xué)習(xí)“使用Python的坑有哪些”吧！

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坑01 - 整數(shù)比較的坑

在 Python 中一切都是對(duì)象，整數(shù)也是對(duì)象，在比較兩個(gè)整數(shù)時(shí)有兩個(gè)運(yùn)算符 == 和 is ，它們的區(qū)別是：

• is 比較的是兩個(gè)整數(shù)對(duì)象的id值是否相等，也就是比較兩個(gè)引用是否代表了內(nèi)存中同一個(gè)地址。

• == 比較的是兩個(gè)整數(shù)對(duì)象的內(nèi)容是否相等，使用==時(shí)其實(shí)是調(diào)用了對(duì)象的__eq__()方法。

知道了is和==的區(qū)別之后，我們可以來(lái)看看下面的代碼，了解Python中整數(shù)比較有哪些坑：

def main():
	x = y = -1
	while True:
		x += 1
		y += 1
		if x is y:
			print('%d is %d' % (x, y))
		else:
			print('Attention! %d is not %d' % (x, y))
			break
			
	x = y = 0
	while True:
		x -= 1
		y -= 1
		if x is y:
			print('%d is %d' % (x, y))
		else:
			print('Attention! %d is not %d' % (x, y))
			break
if __name__ == '__main__':
	main()

上面代碼的部分運(yùn)行結(jié)果如下圖所示，出現(xiàn)這個(gè)結(jié)果的原因是Python出于對(duì)性能的考慮所做的一項(xiàng)優(yōu)化。對(duì)于整數(shù)對(duì)象，Python把一些頻繁使用的整數(shù)對(duì)象緩存起來(lái)，保存到一個(gè)叫small_ints的鏈表中，在Python的整個(gè)生命周期內(nèi)，任何需要引用這些整數(shù)對(duì)象的地方，都不再重新創(chuàng)建新的對(duì)象，而是直接引用緩存中的對(duì)象。Python把頻繁使用的整數(shù)對(duì)象的值定在[-5, 256]這個(gè)區(qū)間，如果需要這個(gè)范圍的整數(shù)，就直接從 small_ints 中獲取引用而不是臨時(shí)創(chuàng)建新的對(duì)象。因?yàn)榇笥?56或小于-5的整數(shù)不在該范圍之內(nèi)，所以就算兩個(gè)整數(shù)的值是一樣，但它們是不同的對(duì)象。

當(dāng)然僅僅如此這個(gè)坑就不值一提了，如果你理解了上面的規(guī)則，我們就再看看下面的代碼。

import dis
a = 257
def main():
	b = 257 # 第6行
	c = 257 # 第7行
	print(b is c) # True
	print(a is b) # False
	print(a is c) # False
if __name__ == "__main__":
	main()

程序的執(zhí)行結(jié)果已經(jīng)用注釋寫在代碼上了。夠坑吧！看上去a、b和c的值都是一樣的，但是 is運(yùn)算的結(jié)果卻不一樣。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果，首先我們來(lái)說(shuō)說(shuō)Python程序中的代碼塊。

所謂代碼塊是程序的一個(gè)最小的基本執(zhí)行單位，一個(gè)模塊文件、一個(gè)函數(shù)體、一個(gè)類、交互式命令中的單行代碼都叫做一個(gè)代碼塊。上面的代碼由兩個(gè)代碼塊構(gòu)成，a = 257是一個(gè)代碼塊，main函數(shù)是另外一個(gè)代碼塊。

Python內(nèi)部為了進(jìn)一步提高性能，凡是在一個(gè)代碼塊中創(chuàng)建的整數(shù)對(duì)象，如果值不在small_ints 緩存范圍之內(nèi)，但在同一個(gè)代碼塊中已經(jīng)存在一個(gè)值與其相同的整數(shù)對(duì)象了，那么就直接引用該對(duì)象，否則創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象出來(lái)，這條規(guī)則對(duì)不在small_ints范圍的負(fù)數(shù)并不適用，對(duì)負(fù)數(shù)值浮點(diǎn)數(shù)也不適用，但對(duì)非負(fù)浮點(diǎn)數(shù)和字符串都是適用的，這一點(diǎn)讀者可以自行證明。所以 b is c返回了True，而a和b不在同一個(gè)代碼塊中，雖然值都是257，但卻是兩個(gè)不同的對(duì)象，is運(yùn)算的結(jié)果自然是False了。

為了驗(yàn)證剛剛的結(jié)論，我們可以借用dis模塊（聽(tīng)名字就知道是進(jìn)行反匯編的模塊）從字節(jié)碼的角度來(lái)看看這段代碼。如果不理解什么是字節(jié)碼，可以先看看《談?wù)?Python 程序的運(yùn)行原理》這篇文章?？梢韵扔胕mport dis導(dǎo)入dis模塊并按照如下所示的方式修改代碼。

if __name__ == "__main__":
	main()
	dis.dis(main)

代碼的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示。

可以看出代碼第6行和第7行，也就是main函數(shù)中的257是從同一個(gè)位置加載的，因此是同一個(gè)對(duì)象；而代碼第9行的a明顯是從不同的地方加載的，因此引用的是不同的對(duì)象。

如果還想對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步深挖，推薦大家閱讀《Python整數(shù)對(duì)象實(shí)現(xiàn)原理》這篇文章。

坑02 - 嵌套列表的坑

Python中有一種內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型叫列表，它是一種容器，可以用來(lái)承載其他的對(duì)象（準(zhǔn)確的說(shuō)是其他對(duì)象的引用），列表中的對(duì)象可以稱為列表的元素，很明顯我們可以把列表作為列表中的元素，這就是所謂的嵌套列表。嵌套列表可以模擬出現(xiàn)實(shí)中的表格、矩陣、2D游戲的地圖（如植物大戰(zhàn)僵尸的花園）、棋盤（如國(guó)際象棋、黑白棋）等。但是在使用嵌套的列表時(shí)要小心，否則很可能遭遇非常尷尬的情況，下面是一個(gè)小例子。

def main():
	names = ['關(guān)羽', '張飛', '趙云', '馬超', '黃忠']
	subjs = ['語(yǔ)文', '數(shù)學(xué)', '英語(yǔ)']
	scores = [[0] * 3] * 5
	for row, name in enumerate(names):
		print('請(qǐng)輸入%s的成績(jī)' % name)
		for col, subj in enumerate(subjs):
			scores[row][col] = float(input(subj + ': '))
	print(scores)
if __name__ == '__main__':
	main()

我們希望錄入5個(gè)學(xué)生3門課程的成績(jī)，于是定義了一個(gè)有5個(gè)元素的列表，而列表中的每個(gè)元素又是一個(gè)由3個(gè)元素構(gòu)成的列表，這樣一個(gè)列表的列表剛好跟一個(gè)表格是一致的，相當(dāng)于有5行3列，接下來(lái)我們通過(guò)嵌套的for-in循環(huán)輸入每個(gè)學(xué)生3門課程的成績(jī)。程序執(zhí)行完成后我們發(fā)現(xiàn)，每個(gè)學(xué)生3門課程的成績(jī)是一模一樣的，而且就是最后錄入的那個(gè)學(xué)生的成績(jī)。

要想把這個(gè)坑填平，我們首先要區(qū)分對(duì)象和對(duì)象的引用這兩個(gè)概念，而要區(qū)分這兩個(gè)概念，還得先說(shuō)說(shuō)內(nèi)存中的棧和堆。我們經(jīng)常會(huì)聽(tīng)人說(shuō)起“堆?！边@個(gè)詞，但實(shí)際上“堆”和“?！笔莾蓚€(gè)不同的概念。眾所周知，一個(gè)程序運(yùn)行時(shí)需要占用一些內(nèi)存空間來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和代碼，那么這些內(nèi)存從邏輯上又可以做進(jìn)一步的劃分。對(duì)底層語(yǔ)言（如C語(yǔ)言）有所了解的程序員大都知道，程序中可以使用的內(nèi)存從邏輯上可以為五個(gè)部分，按照地址從高到低依次是：棧（stack）、堆（heap）、數(shù)據(jù)段（data segment）、只讀數(shù)據(jù)段（static area）和代碼段（code segment）。其中，棧用來(lái)存儲(chǔ)局部、臨時(shí)變量，以及函數(shù)調(diào)用時(shí)保存現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)需要用到的數(shù)據(jù)，這部分內(nèi)存在代碼塊開(kāi)始執(zhí)行時(shí)自動(dòng)分配，代碼塊執(zhí)行結(jié)束時(shí)自動(dòng)釋放，通常由編譯器自動(dòng)管理；堆的大小不固定，可以動(dòng)態(tài)的分配和回收，因此如果程序中有大量的數(shù)據(jù)需要處理，這些數(shù)據(jù)通常都放在堆上，如果堆空間沒(méi)有正確的被釋放會(huì)引發(fā)內(nèi)存泄露的問(wèn)題，而像Python、Java等編程語(yǔ)言都使用了垃圾回收機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的內(nèi)存管理（自動(dòng)回收不再使用的堆空間）。所以下面的代碼中，變量a并不是真正的對(duì)象，它是對(duì)象的引用，相當(dāng)于記錄了對(duì)象在堆空間的地址，通過(guò)這個(gè)地址我們可以訪問(wèn)到對(duì)應(yīng)的對(duì)象；同理，變量b是列表容器的引用，它引用了堆空間上的列表容器，而列表容器中并沒(méi)有保存真正的對(duì)象，它保存的也僅僅是對(duì)象的引用。

a = object()
b = ['apple', 'pitaya', 'grape']

知道了這一點(diǎn)，我們可以回過(guò)頭看看剛才的程序，我們對(duì)列表進(jìn)行[[0] * 3] * 5操作時(shí)，僅僅是將[0, 0, 0]這個(gè)列表的地址進(jìn)行了復(fù)制，并沒(méi)有創(chuàng)建新的列表對(duì)象，所以容器中雖然有5個(gè)元素，但是這5個(gè)元素引用了同一個(gè)列表對(duì)象，這一點(diǎn)可以通過(guò)id函數(shù)檢查scores[0]和scores[1]的地址得到證實(shí)。所以正確的代碼應(yīng)該按照如下的方式進(jìn)行修改。

def main():
	names = ['關(guān)羽', '張飛', '趙云', '馬超', '黃忠']
	subjs = ['語(yǔ)文', '數(shù)學(xué)', '英語(yǔ)']
	scores = [[]] * 5
	for row, name in enumerate(names):
		print('請(qǐng)輸入%s的成績(jī)' % name)
		scores[row] = [0] * 3
		for col, subj in enumerate(subjs):
			scores[row][col] = float(input(subj + ': '))
	print(scores)
if __name__ == '__main__':
	main()

或者

def main():
	names = ['關(guān)羽', '張飛', '趙云', '馬超', '黃忠']
	subjs = ['語(yǔ)文', '數(shù)學(xué)', '英語(yǔ)']
	scores = [[0] * 3 for _ in range(5)]
	for row, name in enumerate(names):
		print('請(qǐng)輸入%s的成績(jī)' % name)
		scores[row] = [0] * 3
		for col, subj in enumerate(subjs):
			scores[row][col] = float(input(subj + ': '))
	print(scores)
if __name__ == '__main__':
	main()

如果對(duì)內(nèi)存的使用不是很理解，可以看看PythonTutor網(wǎng)站上提供的代碼可視化執(zhí)行功能，通過(guò)可視化執(zhí)行，我們可以看到內(nèi)存是如何分配的，從而避免在使用嵌套列表或者復(fù)制對(duì)象時(shí)可能遇到的坑。

坑03 - 訪問(wèn)修飾符的坑

用Python做過(guò)面向?qū)ο缶幊痰娜硕贾?，Python的類提供了兩種訪問(wèn)控制權(quán)限，一種是公開(kāi)，一種是私有（在屬性或方法前加上雙下劃線）。而用慣了Java或C#這類編程語(yǔ)言的人都知道，類中的屬性（數(shù)據(jù)抽象）通常都是私有的，其目的是為了將數(shù)據(jù)保護(hù)起來(lái)；而類中的方法（行為抽象）通常都是公開(kāi)的，因?yàn)榉椒ㄊ菍?duì)象向外界提供的服務(wù)。但是Python并沒(méi)有從語(yǔ)法層面確保私有成員的私密性，因?yàn)樗皇菍?duì)類中所謂的私有成員進(jìn)行了命名的變換，如果知道命名的規(guī)則照樣可以直接訪問(wèn)私有成員，請(qǐng)看下面的代碼。

class Student(object):
 def __init__(self, name, age):
 self.__name = name
 self.__age = age
 def __str__(self):
 return self.__name + ': ' + str(self.__age)
def main():
 stu = Student('駱昊', 38)
 # 'Student' object has no attribute '__name'
 # print(stu.__name)
 # 用下面的方式照樣可以訪問(wèn)類中的私有成員
 print(stu._Student__name)
 print(stu._Student__age)
if __name__ == '__main__':
 main()

Python為什么要做出這樣的設(shè)定呢？用一句廣為流傳的格言來(lái)解釋這個(gè)問(wèn)題：“We are all consenting adults here”（我們都是成年人）。這句話表達(dá)了很多Python程序員的一個(gè)共同觀點(diǎn)，那就是開(kāi)放比封閉要好，我們應(yīng)該自己對(duì)自己的行為負(fù)責(zé)而不是從語(yǔ)言層面來(lái)限制對(duì)數(shù)據(jù)或方法的訪問(wèn)。

所以在Python中我們實(shí)在沒(méi)有必要將類中的屬性或方法用雙下劃線開(kāi)頭的命名處理成私有的成員，因?yàn)檫@并沒(méi)有任何實(shí)際的意義。如果想對(duì)屬性或方法進(jìn)行保護(hù)，我們建議用單下劃線開(kāi)頭的受保護(hù)成員，雖然它也不能真正保護(hù)這些屬性或方法，但是它相當(dāng)于給調(diào)用者一個(gè)暗示，讓調(diào)用者知道這是不應(yīng)該直接訪問(wèn)的屬性或方法，而且這樣做并不影響子類去繼承這些東西。

需要提醒大家注意的是，Python類中的那些魔法方法，如__str__、__repr__等，這些方法并不是私有成員哦，雖然它們以雙下劃線開(kāi)頭，但是他們也是以雙下劃線結(jié)尾的，這種命名并不是私有成員的命名，這一點(diǎn)對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)是比較坑的。

感謝各位的閱讀，以上就是“使用Python的坑有哪些”的內(nèi)容了，經(jīng)過(guò)本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)使用Python的坑有哪些這一問(wèn)題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！

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