详解开发中常遇到的python陷阱和注意点

最近使用python的过程中遇到了一些坑,例如用datetime.datetime.now()这个可变对象作为函数的默认参数,模块循环依赖等等。

在此记录一下,方便以后查询和补充。

避免可变对象作为默认参数

在使用函数的过程中,经常会涉及默认参数。在python中,当使用可变对象作为默认参数的时候,就可能产生非预期的结果。

下面看一个例子:

def append_item(a = 1, b = []):
b.append(a)
print b
append_item(a=1)
append_item(a=3)
append_item(a=5)

结果为:

[1]
[1, 3]
[1, 3, 5]

从结果中可以看到,当后面两次调用append_item函数的时候,函数参数b并没有被初始化为[],而是保持了前面函数调用的值。

之所以得到这个结果,是因为在python中,一个函数参数的默认值,仅仅在该函数定义的时候,被初始化一次。

下面看一个例子证明python的这个特性:

class test(object):
def init(self):
print(“init test”)
def arg_init(a, b = test()):
print(a)
arg_init(1)
arg_init(3)
arg_init(5)

结果为:

init test
1
3
5

从这个例子的结果就可以看到,test类仅仅被实例化了一次,也就是说默认参数跟函数调用次数无关,仅仅在函数定义的时候被初始化一次。

可变默认参数的正确使用

对于可变的默认参数,我们可以使用下面的模式来避免上面的非预期结果:

def append_item(a = 1, b = none):
if b is none:
b = []
b.append(a)
print b
append_item(a=1)
append_item(a=3)
append_item(a=5)

结果为:

[1]
[3]
[5]python中的作用域

python的作用域解析顺序为local、enclosing、global、built-in,也就是说python解释器会根据这个顺序解析变量。

看一个简单的例子:

global_var = 0
def outer_func():
outer_var = 1
def inner_func():
inner_var = 2
print “global_var is :”, global_var
print “outer_var is :”, outer_var
print “inner_var is :”, inner_var
inner_func()
outer_func()

结果为:

global_var is : 0
outer_var is : 1
inner_var is : 2

在python中,关于作用域有一点需要注意的是,在一个作用域里面给一个变量赋值的时候,python会认为这个变量是当前作用域的本地变量。

对于这一点也是比较容易理解的,对于下面代码var_func中给num变量进行了赋值,所以此处的num就是var_func作用域的本地变量。

num = 0
def var_func():
num = 1
print “num is :”, num
var_func()

问题一

但是,当我们通过下面的方式使用变量的时候,就会产生问题了:

num = 0
def var_func():
print “num is :”, num
num = 1
var_func()

结果如下:

unboundlocalerror: local variable ‘num’ referenced before assignment

之所以产生这个错误,就是因为我们在var_func中给num变量进行了赋值,所以python解释器会认为num是var_func作用域的本地变量,但是当代码执行到print “num is :”, num语句的时候,num还是未定义。

问题二

上面的错误还是比较明显的,还有一种比较隐蔽的错误形式如下:

li = [1, 2, 3]
def foo():
li.append(4)
print li
foo()
def bar():
li +=[5]
print li
bar()

代码的结果为:

[1, 2, 3, 4]
unboundlocalerror: local variable ‘li’ referenced before assignment

在foo函数中,根据python的作用域解析顺序,该函数中使用了全局的li变量;但是在bar函数中,对li变量进行了赋值,所以li会被当作bar作用域中的变量。

对于bar函数的这个问题,可以通过global关键字。

li = [1, 2, 3]
def foo():
li.append(4)
print li
foo()
def bar():
global li
li +=[5]
print li
bar()类属性隐藏

在python中,有类属性和实例属性。类属性是属于类本身的,被所有的类实例共享。

类属性可以通过类名访问和修改,也可以通过类实例进行访问和修改。但是,当实例定义了跟类同名的属性后,类属性就被隐藏了。

看下面这个例子:

class student(object):
books = [“python”, “javascript”, “css”]
def init(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
pass
wilber = student(“wilber”, 27)
print “%s is %d years old” %(wilber.name, wilber.age)
print student.books
print wilber.books
wilber.books = [“html”, “angularjs”]
print student.books
print wilber.books
del wilber.books
print student.books
print wilber.books

代码的结果如下,起初wilber实例可以直接访问类的books属性,但是当实例wilber定义了名称为books的实例属性之后,wilber实例的books属性就“隐藏”了类的books属性;当删除了wilber实例的books属性之后,wilber.books就又对应类的books属性了。

wilber is 27 years old
[‘python’, ‘javascript’, ‘css’]
[‘python’, ‘javascript’, ‘css’]
[‘python’, ‘javascript’, ‘css’]
[‘html’, ‘angularjs’]
[‘python’, ‘javascript’, ‘css’]
[‘python’, ‘javascript’, ‘css’]

当在python值使用继承的时候,也要注意类属性的隐藏。对于一个类,可以通过类的dict属性来查看所有的类属性。

当通过类名来访问一个类属性的时候,会首先查找类的dict属性,如果没有找到类属性,就会继续查找父类。但是,如果子类定义了跟父类同名的类属性后,子类的类属性就会隐藏父类的类属性。

看一个例子:

class a(object):
count = 1
class b(a):
pass
class c(a):
pass
print a.count, b.count, c.count
b.count = 2
print a.count, b.count, c.count
a.count = 3
print a.count, b.count, c.count
print b.dict
print c.dict

结果如下,当类b定义了count这个类属性之后,就会隐藏父类的count属性:

1 1 1
1 2 1
3 2 3
{‘count’: 2, ‘module’: ‘main’, ‘doc’: none}
{‘module’: ‘main’, ‘doc’: none}tuple是“可变的”

在python中,tuple是不可变对象,但是这里的不可变指的是tuple这个容器总的元素不可变(确切的说是元素的id),但是元素的值是可以改变的。

tpl = (1, 2, 3, [4, 5, 6])
print id(tpl)
print id(tpl[3])
tpl[3].extend([7, 8])
print tpl
print id(tpl)
print id(tpl[3])

代码结果如下,对于tpl对象,它的每个元素都是不可变的,但是tpl[3]是一个list对象。也就是说,对于这个tpl对象,id(tpl[3])是不可变的,但是tpl[3]确是可变的。

36764576
38639896
(1, 2, 3, [4, 5, 6, 7, 8])
36764576
38639896python的深浅拷贝

在对python对象进行赋值的操作中,一定要注意对象的深浅拷贝,一不小心就可能踩坑了。

当使用下面的操作的时候,会产生浅拷贝的效果:

使用切片[:]操作

使用工厂函数(如list/dir/set)

使用copy模块中的copy()函数

使用copy模块里面的浅拷贝函数copy():

import copy
will = [“will”, 28, [“python”, “c#”, “javascript”]]
wilber = copy.copy(will)
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]
will[0] = “wilber”
will[2].append(“css”)
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]

使用copy模块里面的深拷贝函数deepcopy():

import copy
will = [“will”, 28, [“python”, “c#”, “javascript”]]
wilber = copy.deepcopy(will)
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]
will[0] = “wilber”
will[2].append(“css”)
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]模块循环依赖

在python中使用import导入模块的时候,有的时候会产生模块循环依赖,例如下面的例子,module_x模块和module_y模块相互依赖,运行module_y.py的时候就会产生错误。

# module_x.py
import module_y
def inc_count():
module_y.count += 1
print module_y.count
# module_y.py
import module_x
count = 10
def run():
module_x.inc_count()
run()

其实,在编码的过程中就应当避免循环依赖的情况,或者代码重构的过程中消除循环依赖。

当然,上面的问题也是可以解决的,常用的解决办法就是把引用关系搞清楚,让某个模块在真正需要的时候再导入(一般放到函数里面)。

对于上面的例子,就可以把module_x.py修改为如下形式,在函数内部导入module_y:

# module_x.py
def inc_count():
import module_y
module_y.count += 1

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