【译】Python3.8新语法：海象运算符

做者：Brett Slatkinpython

翻译：老齐程序员

与本文内容有关的图书：《跟老齐学Python：轻松入门》、《Python大学实用教程》express

Python3.8引入了一种叫作海象运算符（walrus）的新语法（译者注： 对于walrus的翻译，目前还没有出现对于Python的专门术语翻译，因此，此处姑且用字面意思“海象”），它实际上是一种赋值语句，用于解决Python语言中长期存在的、可能致使代码重复的问题。正常的赋值语句是a=b，读做“a等于b”，而海象赋值语句是a:=b，读做“a walrus /ˈwɔːlrəs/ b”（由于:=看起来像一对眼球和獠牙，相似于海象。注意：此语句尚未适合的中文读法，总不能读做“a海象b”吧）。bash

海象运算符的优点在于能在不容许赋值的地方（如if语句的条件表达式中）使用赋值变量。海象运算符左侧有个标识符，赋值表达式的值等于分配给这个标识符的值。微信

例如，假设我有一篮子新鲜水果，我正试图经营一家果汁店。在这里，我定义了篮子里的东西：markdown

fresh_fruit = {
    'apple': 10,
    'banana': 8,
    'lemon': 5,
}
复制代码

当顾客到柜台点柠檬水时，我须要确保篮子里至少有一个柠檬用来榨果汁。个人操做方法是检索柠檬的数量，而后使用if语句查询非零的值：app

def make_lemonade(count):
    ...

def out_of_stock():
    ...

count = fresh_fruit.get('lemon', 0)
if count:
    make_lemonade(count)
else:
    out_of_stock()
复制代码

这个看似简单的代码问题吸引了过多的关注。count变量仅在if语句的第一个代码块中使用，在if语句上方定义count会使它看起来比实际状况更为重要，好像后面的全部代码（包括else块）都须要访问count变量，然而事实并不是如此。ide

咱们获取一个值，检查它是否为非零，而后使用它。这种模式在Python中很是常见。许多程序员试图绕过屡次出现count的状况，甚至不惜使用各类损害可读性的招数。如今好了，在Python3.8中增长了海象运算符，能够简化上面的代码。函数

if count := fresh_fruit.get('lemon', 0):
    make_lemonade(count)
else:
    out_of_stock()
复制代码

虽然如今只是少了一行，但可读性提升不少。由于如今能够清楚地看到count只与if语句的第一行相关。赋值表达式首先为count变量赋值，而后在if语句的上下文中使用该值，以肯定如何继续控制流程。这两步行为——分配和评估——是海象运算符的基本性质。oop

柠檬是很是有效的，因此个人柠檬水配方中只须要一个，这意味着非零检查就足够了。不过，若是顾客点了苹果酒，我须要确保至少有四个苹果。在这里，我从fruit_basket字典中获取计数，而后在if语句中使用比较表达式：

def make_cider(count):
    ...

count = fresh_fruit.get('apple', 0)
if count >= 4:
    make_cider(count)
else:
    out_of_stock()
复制代码

这个问题和柠檬水的例子同样，count的赋值会分散对这个变量的注意力。在这里，我还使用了海象运算符来提升代码的清晰度：

if (count := fresh_fruit.get('apple', 0)) >= 4:
    make_cider(count)
else:
    out_of_stock()
复制代码

这样作能够收到预期的效果，并使代码缩短了一行。须要注意的是，我须要用圆括号将赋值表达式括起来，以便与if语句中的4进行比较。在柠檬水的例子中不须要使用圆括号，由于赋值表达式自己就是一个非零检查；它不是一个较大表达式的子表达式。与其余表达式同样，应尽可能避免使用圆括号把赋值表达式括起来。

有时候会出现一种相似的重复模式，那就是当我须要根据某些条件在封闭范围内分配一个变量，而后在函数中的稍后位置引用该变量。例如，假设客户订购了一些香蕉冰沙。为了制做它们，我须要至少两个香蕉的香蕉片，不然将引起OutOfBananas异常。在这里，我以一种典型的方式来实现这个逻辑：

def slice_bananas(count):
    ...

class OutOfBananas(Exception):
    pass

def make_smoothies(count):
    ...

pieces = 0
count = fresh_fruit.get('banana', 0)
if count >= 2:
    pieces = slice_bananas(count)

try:
    smoothies = make_smoothies(pieces)
except OutOfBananas:
    out_of_stock()
复制代码

另外一种常见的方法是将pieces=0赋值放入else块：

count = fresh_fruit.get('banana', 0)
if count >= 2:
    pieces = slice_bananas(count)
else:
    pieces = 0

try:
    smoothies = make_smoothies(pieces)
except OutOfBananas:
    out_of_stock()
复制代码

第二种方法可能会让人以为奇怪，由于这意味着pieces变量出如今了条件语句中两个不一样的位置，能够在这两个位置进行初始定义。因为Python的做用域规则，这种分割定义在技术上是可行的，但它的可读性很差，也不优雅。这就是许多人喜欢上面那种结构的缘由，在它里面的pieces = 0的赋值在前面出现。

海象运算符也能够用一行代码来缩短这个例子。这个小变化消除了对count变量的任何强调。如今，很明显，除了if语句以外，pieces也很重要:

pieces = 0
if (count := fresh_fruit.get('banana', 0)) >= 2:
    pieces = slice_bananas(count)

try:
    smoothies = make_smoothies(pieces)
except OutOfBananas:
    out_of_stock()
复制代码

使用海象运算符还能够提升在条件语句中分别在两个分支中的pieces复制的可读性。当count定义再也不位于if语句以前时，跟踪pieces变量变得更容易:

if (count := fresh_fruit.get('banana', 0)) >= 2:
    pieces = slice_bananas(count)
else:
    pieces = 0

try:
    smoothies = make_smoothies(pieces)
except OutOfBananas:
    out_of_stock()
复制代码

初学Python的程序员常常遇到的一个难题是缺乏灵活的switch/case语句，与此类功能近似的通常作法是使用多个if、elif和else语句的深度嵌套。

例如，假设我想实现一个优先级系统，这样每一个客户均可以自动得到最好的果汁，而没必要预约。在这里，我设置这样的流程，让它先供应香蕉冰沙，而后供应苹果酒，最后供应柠檬水：

count = fresh_fruit.get('banana', 0)
if count >= 2:
    pieces = slice_bananas(count)
    to_enjoy = make_smoothies(pieces)
else:
    count = fresh_fruit.get('apple', 0)
    if count >= 4:
        to_enjoy = make_cider(count)
    else:
        count = fresh_fruit.get('lemon', 0)
        if count:
            to_enjoy = make_lemonade(count)
        else:
            to_enjoy = 'Nothing'
复制代码

像这样难看的结构在Python代码中司空见惯，幸运的是，海象运算符提供了一个优雅的解决方案，它几乎能够像switch/case语句的专用语法同样通用：

if (count := fresh_fruit.get('banana', 0)) >= 2:
    pieces = slice_bananas(count)
    to_enjoy = make_smoothies(pieces)
elif (count := fresh_fruit.get('apple', 0)) >= 4:
    to_enjoy = make_cider(count)
elif count := fresh_fruit.get('lemon', 0):
    to_enjoy = make_lemonade(count)
else:
    to_enjoy = 'Nothing'
复制代码

使用海象运算符版本只比原来的版本短五行，可是因为嵌套和缩进的减小，可读性有了很大提升。若是在你的代码中看到像上面那样丑陋的代买，我建议你尽可能使用海象运算符重写。

初学Python的程序员经常遇到的另外一个挫折是缺乏do/while循环构造。例如，假设我想在新水果到货时将果汁装入瓶中，直到没有剩余的水果为止。在这里，我用while循环实现这个逻辑：

def pick_fruit():
    ...

def make_juice(fruit, count):
    ...

bottles = []
fresh_fruit = pick_fruit()
while fresh_fruit:
    for fruit, count in fresh_fruit.items():
        batch = make_juice(fruit, count)
        bottles.extend(batch)
    fresh_fruit = pick_fruit()
复制代码

这里存在重复，前后执行了两次fresh_fruit = pick_fruit()，一个在循环前设置初始条件，另外一个在循环结束时补充到货的水果列表。

在这种状况下，改进代码复用的策略是使用loop-and-a-half（若是出现这种状况，须要当即退出并跳过循环体中的任何剩余语句）。这消除了多余的行，但它也破坏了while循环，使其成为一个愚蠢的无限循环。如今，循环的全部流控制都依赖于break条件语句：

bottles = []
while True:                     # Loop
    fresh_fruit = pick_fruit()
    if not fresh_fruit:         # And a half
        break
    for fruit, count in fresh_fruit.items():
        batch = make_juice(fruit, count)
        bottles.extend(batch)
复制代码

海象运算符消除了对loop-and-a-half的须要。方法是：容许从新设置fresh_fruit变量，而后每次都经过while循环有条件地求值。此解决方案简短易读，应该是代码中的首选方法：

bottles = []
while fresh_fruit := pick_fruit():
    for fruit, count in fresh_fruit.items():
        batch = make_juice(fruit, count)
        bottles.extend(batch)
复制代码

在许多其余状况下，可使用还有海象运算符的赋值表达式来消除冗余。一般，当你发现本身在许多行中屡次重复同一个表达式或赋值时，应该考虑使用海象运算符来提升可读性。

牢记

赋值表达式使用walrus运算符(:=)在单个表达式中同时对变量名进行赋值和计算，从而减小重复。
当赋值表达式是一个较大表达式的子表达式时，它必须用圆括号括起来。
尽管在Python中不能用switch/case语句和do/while循环，可是经过使用海象运算符的赋值表达式能够更清楚地模拟它们的功能。

原文连接：effectivepython.com/2020/02/02/…

关注微信公众号：老齐教室。读深度文章，得精湛技艺，享绚丽人生。