Python在2020的新增功能:第1部分

自从好久之前改用了python3,语言层面的特征变化就相对较小了，然而对于每个版本，Python都会添加一些新函数。
随着Python3.8于2019年10月发布，我发现本身使用的是这种语言的一些特性，关于Python每一个版本新增的特性，有以下

• 3.5-类型注解
• 3.6-异步
• 3.7-数据类
• 3.8-海象算子
• 3.9-字典联合运算符和泛型类型提示
  以上全部的这些，我都会在代码库中使用到。
  oapbox演讲：若是你仍在工做或项目中使用旧版本的Python，不要惧怕升级！你的旧代码仍然能够工做，并且你将从Python的新特性中获益！
  免责声明：若是你仍然使用Python2.7，在这种状况下，我知道你颇有可能不会升级。
  下面我将回顾（快速）我最喜欢的一些特性，我但愿你能够在你的代码中使用。
  它们是：类型注解、数据类、字典联合运算符、海象算子。
  在这第一部分，我主要介绍：类型注解，海象算子。
  Python 3.5
  从Python 3开始，Typing就成为了一个特性。由于咱们是开发人员，而不是历史学家，因此Typing将提供类型注解和类型提示。
  Python不须要为变量指定类型，这是我如此热爱这门语言的部分缘由。清晰易读的语法，能够用20多种不一样的方法编写一个解决方案，但仍能获得相同的结果。
  但后来随着应用程序的增加，或者回头看看你几个月或几年没碰过的代码，或者去阅读别人写的代码。
  这种状况下，你就会意识到变量不指定类型对你来讲没有啥好处。
  Typing 能够帮助你解决这个问题，这也是TypeScript如此流行的缘由。

from typing import List

def print_cats(cats: List[str]) -> None:
    for cat in cats:
        print(f"{cat} has a name with {len(cat)} letters.")

class Cat(object):
    def __init__(self, name: str, age: int, **attrs):
        self.cattributes = {
            "name": name,
            "age": age,
            **attrs
        }

cats = "this still works w/o type annotation!"
cats: List[str] = ["Meowie", "Fluffy", "Deathspawn"]
# 不是字符串列表，Python不会检查
cats2: List[str] = [Cat("Meowie", 2), Cat("Deathspawn", 8)]

print_cats(cats) 
print_cats(cats2) # 失败

这将返回：

Meowie has a name with 6 letters.
Fluffy has a name with 6 letters.
Deathspawn has a name with 10 letters.
--------------------------------------------
...
TypeError: object of type 'Cat' has no len()

类型注解在这里并无起到任何做用，那为何要使用它们呢？由于在建立变量cats并用List[str]时，很明显分配的数据应该与该结构相匹配，所以对于具备复杂类型的可维护代码来讲，这将变得更加有用。

from typing import List

class Cat(object):
    def __init__(self, name: str, age: int, **attrs):
        self.cattributes = {
            "name": name,
            "age": age,
            **attrs
        }

# 建立类型变量
Cats: type = List[Cat]

def print_cats(cats: Cats) -> None:
    for cat in cats:
        name: str = cat.cattributes.get("name")
        print(f"{name} has a name with {len(name)} letters.")

cats = [Cat("Meowie", 2), Cat("Deathspawn", 8)]

print_cats(cats)

输出：

Meowie has a name with 6 letters.
Deathspawn has a name with 10 letters.

在函数/方法定义中键入参数称为类型暗示，并且类型甚至没必要是Python数据类型或来自typing模块。例如最后一行提示性字符串是彻底合法的：

import pandas as pd

cols = ["name", "age", "gender"]
data = [["Meowie", 2, "female"],
       ["Fluffy", 5, "male"],
       ["Deathspawn", 8, "rather not say"]]
df: pd.DataFrame = pd.DataFrame()
df: "name (string), age (integer), gender (string)" = \
    pd.DataFrame(data, columns=cols)

在数据处理管道中，若是有不少复杂类型的变量，那这样的操做可能会颇有用，由于你可能搞不清楚读取的数据是什么结构，你会试图把它们弄清楚。在IDE上鼠标悬停在变量上会有类型提示的信息，而不是一个简单的pandas.DataFrame提示。
额外的好处是：在python4中，前向引用能够开箱即用，这意味着你能够对还没有定义的类型进行注解。咱们如今仍然能够利用这种优点，在文件顶部编写from future import annotations，而后执行如下操做：

from __future__ import annotations

class Food:
    """ 
    Food是合法的，即便没有类别的定义。
    """
    def __init__(self, ingred_1: Food, ingred_2: Food) -> None:
        self.ingred_1 = ingred_1
        self.ingred_2 = ingred_2

原生类型注解-3.9
内置泛型类型是3.9中的一个特性，咱们不须要从typing中导入以向泛型数据类型添加参数。从3.7版开始，使用from futures import annotations就可使用这种方法，但这是由于它阻止了在运行时计算类型引用。
这个功能让我很兴奋。在3.8中我将typing导入每一个模块，或者导入在公共模块中。
示例（信贷：PEP 585）：

>>> l = list[str]()
[]
>>> list is list[str]
False
>>> list == list[str]
False
>>> list[str] == list[str]
True
>>> list[str] == list[int]
False
>>> isinstance([1, 2, 3], list[str])
TypeError: isinstance() arg 2 cannot be a parameterized generic
>>> issubclass(list, list[str])
TypeError: issubclass() arg 2 cannot be a parameterized generic
>>> isinstance(list[str], types.GenericAlias)
True
def find(haystack: dict[str, list[int]]) -> int:
    ...

海象算子-3.8
海象有眼睛:，而后有牙齿=。
:=是Python3.8中新增的赋值表达式。

complicated = {
    "data": {
        "list": [1,2,3],
        "other": "stuff"
    }
}

if (nums := complicated.get('data').get('list')):
    print(nums)

结果：

1
2
3

若是没有海象，会有更多的代码行。

...

nums = complicated.get('data').get('list')
if nums:
    print(nums)

因为控制流语句在编程中常用，使用海象算子能够简化代码。
来自PEP 572：
这样的命名表达式的值与合并表达式的值的结果是相同的，但附加的做用是目标被赋给了该值
换言之，用一个表达式表达了两个语句。
在我复制/粘贴PEP指南的同时，这里还有一些规范中的示例，我认为它们是很好的示例。火烧眉毛地想尝试一下海象算子来理解列表。

# #处理匹配正则表达式
if (match := pattern.search(data)) is not None:
    # 匹配后...

# 一个更直观易写的循环
while chunk := file.read(8192):
   process(chunk)

# 重用一个计算成本很高的值
[y := f(x), y**2, y**3]

# 在理解filter语句及其输出之间共享子表达式
filtered_data = [y for x in data if (y := f(x)) is not None]

结论
最近对Python语言的添加提供了一些至关不错的特性以供实践。我但愿你以为typing和海象算子对你的编程是有用。
参考连接：https://towardsdatascience.com/whats-new-in-python-2020-part-1-c101939c8800