Python3 入门2020全新版

Python3 入门2020全新版
1.语法变化

有些语法变化会导致当前代码无法运行,这些变化是最容易发现的,它们会导致代码根本无法运行。包含新语法元素的Python 3代码在Python 2中无法运行,反之亦然。由于删除了某些元素,导致Python 2代码显然无法与Python 3兼容。运行有这些问题的代码时,解释器很快就会抛出SyntaxError异常。下面是一个无法运行的脚本示例,只包含两个语句,都会引发语法错误而无法运行:

 print("hello world") print "goodbye python2"

上述代码在Python 3中的实际运行结果如下:

$ python3 script.py File "script.py", line 2 print "goodbye python2" ^SyntaxError: Missing parentheses in call to 'print'

列出所有的语法差异会比较长,而且Python 3.x的新版本也会不时添加新的语法元素,在较早版本的Python中就会引发错误(即使在相同的3.x版本上也会报错)。其中最重要的语法差异将会在第2章和第3章中讲到,所以这里无需全部列出。

与Python 2.7相比,删除或改动的内容要相对少一些,下面给出最重要的变化内容。

    • print不再是一条语句而是一个函数,所以必须加上括号。

    • 捕获异常的语法由except exc, var改为except exc as var

    • 弃用比较运算符<>,改用!=

    • from module import docs.python.org/3.0/referen…

  • 现在from .[module] import name是相对导入的唯一正确的语法。所有不以点字符开头的导入都被当作绝对导入。

  • sorted函数与列表的sort方法不再接受cmp参数,应该用key参数来代替。

  • 整数除法表达式(如1/2)返回的是浮点数。取整运算可以用//运算符,如1//2。这样做的好处是浮点数也可以用这个运算符,所以5.0//2.0 == 2.0

2.标准库中的变化

语法变化很容易发现,标准库中的重大变化也是非常容易发现的。Python的每个后续版本都会向标准库模块中添加、弃用、改进或完全删除某些内容。在旧版Python(1.x和2.x)中也会定期有这样的变化,所以出现在Python 3中并不让人吃惊。大多数情况下,对于删除或重组的模块(例如urlparse移到了urllib.parse),在运行解释器时会对导入语句抛出异常。这样的问题很容易发现。无论如何,为了确保能够发现所有类似的问题,完整的代码测试覆盖率是必不可少的。在某些情况下(例如使用延迟加载模块时),这个通常在全局导入时出现的问题并不会出现,直到在代码中将某些模块作为函数调用时才会出现。因此,在测试期间确保每行代码都要实际运行是很重要的。

技巧.tif 

延迟加载模块

延迟加载模块是指在全局导入时并不加载的模块。在Python中,import语句可以包含在函数内部,这样导入是在函数调用时才会发生,而不是在全局导入时发生。在某些情况下,模块的这种加载方式可能比较合理,但大多数情况下,这只是对设计不佳的模块结构的变通方法(例如避免循环导入),通常应避免这种加载方式。当然,对于标准库模块来说,没有理由使用延迟加载。

3.数据类型与集合的变化

开发人员在努力保持兼容性或只是将现有代码迁移到Python 3上时,需要特别注意Python中数据类型与集合的表示方式的变化。虽然不兼容的语法变化或标准库变化很容易发现,也很容易修复,但集合与数据类型的变化要么难以察觉,要么需要大量的重复工作。这样的变化列表会很长,再次重申,官方文档是最好的参考资料。

不过,这一节必须讲一下Python 3中字符串处理方式的变化,因为这是Python 3中最具争议也是讨论最多的变化,尽管这是一件好事,使很多问题变得更加明确。

现在所有字符串都是Unicode,字节(bytes)需要加一个bB的前缀。Python 3.0和3.1不支持使用u前缀(例如u"foo"),使用的话会引发语法错误。不支持这个前缀是引发所有争议的主要原因。这导致难以编写能够兼容Python不同分支的代码,2.x版需要用这个前缀来创建Unicode。Python 3.3又恢复了这个前缀,虽然没有任何语法上的意义,只是为了简化兼容过程。

1.5.3 用于保持跨版本兼容性的常用工具和技术

在Python不同版本之间保持兼容性是一项挑战。根据项目的大小不同,这项挑战可能会增加许多额外的工作量,但绝对可行,也很值得去做。对于在许多环境中都会用到的Python包来说,必须要保持跨版本兼容性。如果开源包没有定义明确并经过测试的兼容范围(compatibility bound),是不太可能流行起来的。而且,对于只在公司网络封闭使用的第三方代码来说,也可以大大受益于在不同环境中的测试。

这里应该注意,虽然这一部分内容主要关注Python不同版本之间的兼容,但这些方法也适用于保持与外部依赖项之间的兼容,外部依赖项包括不同的包版本、二进制库、系统或外部服务等。

整个过程主要分为3个部分,按重要性排序如下。

  • 定义并记录目标兼容范围的及其管理方法。

  • 在每个环境中进行测试,并对每个兼容的依赖版本进行测试。

  • 实现实际的兼容代码。

告知兼容范围是整个过程中最重要的一部分,因为这可以让代码使用者(开发人员)对代码的工作原理和未来的变化方式有一定的预期和假设。我们的代码可能用于多个不同项目的依赖,这些项目也在努力管理兼容性,所以把代码兼容性说清楚还是很重要的。

本书总是尽量给出几个选择,而不会强烈推荐某个特定选项,而这里是少数几个例外之一。目前来看,管理兼容性未来变化的最佳方法,就是正确使用语义化版本(Semantic Versioning semver)的版本号。它是一个广为接受的标准,用仅包含3个数字的版本标识符来标记代码的变化范围。它还给出了如何处理弃用的方法建议。下面是摘录semver官网的摘要。

版本格式:主版本号.次版本号.修订号,版本号递增规则如下。

  • 主版本号(MAJOR):当你做了不兼容的API修改。

  • 次版本号(MINOR):当你做了向后兼容的功能性新增。

  • 修订号(PATCH):当你做了向后兼容的问题修正。

先行版本号及版本编译信息可以加到“主版本号.次版本号.修订号”的后面,作为延伸。

测试时就会发现一个悲伤的事实,为了保证代码与每个依赖版本和每个环境(这里环境指的是Python版本)都保持兼容,必须在所有可能的组合中对代码进行测试。当然,如果项目的依赖很多,做到这一点基本是不可能的,因为随着依赖版本数目的增加,组合的数目也会迅速增加。因此,通常需要做一些权衡,使得运行所有兼容性测试无需花费数年的时间。第10章中介绍一般的测试,里面也介绍了所谓的矩阵测试中工具的选择。

提示.tif  

项目遵循semver的好处在于,通常只有主版本才需要测试,因为次版本和修订版本中保证没有向后不兼容的变化。只有项目不违背这样的约定,这种说法才能成立。不幸的是,每个人都会犯错,许多项目中都出现了后向不兼容的变化,甚至在修订版本中也出现了这种变化。尽管如此,由于semver声称对次版本和修订版本的变化保持严格的向后兼容,那么打破这个规则就可以视为bug,可以在修订版本中进行修复。

如果明确定义了兼容范围并严格测试,那么实现兼容层就是最后一步,也是最不重要的一步。但是,每一位对这个话题感兴趣的程序员都应该知道下列工具和技术。

最基本的就是Python的future模块。它将Python新版本中的一些功能反向迁移到旧版本中,采用的是导入语句的形式:

 from future import <feature>

future语句提供的功能是和语法相关的元素,其他方法很难处理这些元素。这个语句只能影响它所在的模块。下面是Python 2.7交互式会话的实例,从Python 3.0中引入Unicode:

Python 2.7.10 (default, May 23 2015, 09:40:32) [MSC v.1500 32 bit(Intel)] on win32Type "help", "copyright", "credits" or "license" for moreinformation.>>> type("foo") # 旧的字面值<type 'str'>>>> from future import unicode_literals>>> type("foo") # 现在变成了unicode<type 'unicode'>

下面列出了所有可用的future语句,关注2/3兼容性的开发者都应该知道。

  • division:Python 3新增的除法运算符(PEP 238)。

  • absolute_import:将所有不以点字符开头的import语句格式解释为绝对导入(PEP 328)。

  • print_function:将print语句变为函数调用,所以在print后面必须加括号(PEP 3112)。

  • unicode_literals:将每个字符串解释为Unicode(PEP 3112)。

future中的可选语句列表很短,只包含几个语法功能。对于其他变化的内容,例如元类语法(第3章会讲到这一高级特性),维持其兼容性则困难得多。future语句也无法完全解决多个标准库重组的问题。幸运的是,有些工具旨在提供一致可用的兼容层。最有名的就是Six模块,提供了常用的2/3兼容性的整个样板。另一个很有前途但名气稍逊的工具是future模块。

在某些情况下,开发人员可能不想在一些小型Python包里添加其他依赖项。通常的做法是将所有兼容性代码放在一个附加模块中,该模块通常命名为compat.py。下面是来自python-gmaps项目的compat模块实例:

 # -- coding: utf-8 -*- import sys if sys.version_info < (3, 0, 0): import urlparse # noqa def is_string(s): return isinstance(s, basestring) else: from urllib import parse as urlparse # noqa def is_string(s): return isinstance(s, str)

这样的compat.py模块十分常见,即使是利用Six保持2/3兼容性的项目也很常见,因为这种方法非常方便,用于保存在不同版本的依赖包之间保持兼容性的代码。

技巧.tif 

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