Python編程中的反模式

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Python是時下最熱門的程式設計語言之一了。簡潔而富有表達力的文法，兩三行代碼往往就能解決十來行C代碼才能解決的問題；豐富的標準庫和第三方庫，大大節約了開發時間，使它成為那些對效能沒有嚴苛要求的開發工作單位的首選；強大而活躍的社區，齊全的文檔，也使很多編程的初學者選擇了它作為自己的第一門程式設計語言。甚至有國外的報道稱，Python已經成為了美國頂尖大學裡最受歡迎的編程入門教學語言。

　　要學好一門程式設計語言實屬不易，在初學階段，就糾正一些錯誤的做法，對今後的深入學習至關重要。有一位叫Constantine Lignos的博主，他是賓夕法尼亞兒童醫院放射研究部門的博士後研究員，他最近撰寫了一篇很有意義的文章，列舉了初學Python的學生們最常犯的錯誤，並對這些錯誤進行了分類和剖析，其內容提綱挈領，非常值得每個Python初學者學習。

　　這篇文章給出了一些在Python初學者中很常見的反模式，反模式通常是指那些不符合習慣或者會導致糟糕後果的用法。Lignos把他總結的反模式分成了四大類——迭代、效能、變數的漏洞和編程風格。下面我們逐一來看一個例子，理解這些反模式到底“反”在什麼地方。

　迭代

　　當我們需要簡單迭代一個數量範圍的時候，Python給了我們一個非常好用的函數：range。Lignos觀察到有些初學者喜歡用range來迭代列表的下表，像下面這種形式：

for i in range(len(alist)):    print alist[i]

　　這代碼現在還沒什麼問題，但已經不符合Python的習慣了。但下面的代碼就有問題了：

alist = [‘her‘, ‘name‘, ‘is‘, ‘rio‘]for i in range(0, len(alist) - 1): # 漏掉了最後一個    print i, alist[i]

　　我們可以看一下Python官方文檔range的樣本：

>>> range(1, 11)[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

　　range的右區間是不包含在內的，如果受了直覺或其他程式設計語言的影響，再減1就不對了。Lignos還列舉了其他幾種錯誤的迭代模式，我們只要記住，range應該用在迭代一個數量範圍。

　效能

　　Lignos給出了兩段代碼：

lyrics_list = [‘her‘, ‘name‘, ‘is‘, ‘rio‘]words = make_wordlist()for word in words:    if word in lyrics_list: # 線性時間        print word, "is in the lyrics"

　　和

lyrics_set = set(lyrics_list)words = make_wordlist()for word in words:    if word in lyrics_set: # 常數時間        print word, "is in the lyrics"

　　哪種模式效率更高？Lignos注釋已經給出了答案。注釋的意思是，判斷一個元素是否在一組元素中存在，使用list的演算法複雜度是O(n)，而使用set的演算法複雜度是O(1)。那是否set永遠是優於list？在其他情況下，應該用哪個資料結構？Python官方Wiki有一份專門各個資料結構操作的時間複雜度的文檔供參考，知道參考這份文檔比答案本身更重要。至於為什麼，只有Python的源碼才能告訴我們。

　變數的漏洞

　　初學者往往會假設一些不該假設的前提，對一些異常流程考慮不周。Lignos也給了一個例子：

for idx, value in enumerate(y):    if value > max_value:        breakprocessList(y, idx)

　　這裡y如果是空的，那就出問題了，因為idx根本得不到定義，最終我們會得到一個NameError的異常。比較好的做法是給idx一個預設的錯誤值，在C語言裡面我們經常喜歡用-1。下面的代碼就考慮得比較全面：

def find_item(item, alist):    # 對Python來說None比-1可能更好點    result = -1    for idx, other_item in enumerate(alist):        if other_item == item:            result = idx            break    return result

　代碼風格

　　Python有一份代碼風格指導文檔PEP 8，這些規則都是有道理的。當初學者不明白為什麼的時候，最好的做法就是盡量遵守它，等到有更深入的理解了就會豁然開朗，同事也會明白什麼時候可以打破規則。Lignos引用了這份文檔的一些例子，比如，如何測試一個變數是否為空白，如果測試一個變數是否為None等等。

　　以上分析了這篇文章中的一些例子，如果希望全面瞭解，請查看原文。想要學好一門程式設計語言，學會文法是遠遠不夠的，必須逐步理解語言所依賴的CPU體繫結構、編譯器/解譯器/虛擬機器等內容。Lignos這篇文章雖然沒有深入剖析Python的實現，但是對於入門者的協助是非常明顯的，當初學者有了一定經驗後，對一些問題都可以做深入挖掘，引出Python實現層面的問題。

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Python編程中的反模式