Python 3000字编程风格指南

我的完整施工计划

目前已完成以下四期Python专题：

1我的施工计划

2数字专题

3字符串专题

4列表专题

5流程控制专题

今天讨论 Python 编程风格，如何写出更加Pythonic的代码是本篇讨论的话题。

基本目录结构：

• 1 基本编程习惯
  • 1.1 多余的空格
  • 1.2 是否为 None 判断
  • 1.3 lamda 表达式
  • 1.4 最小化受保护代码
  • 1.5 保持逻辑完整性
  • 1.6 使用语义更加明确的方法
• 2 EAFP 防御编程风格
• 3 LBYL 防御编程风格
  • 3.1 程序每次运行都要检查
  • 3.2 很难一次考虑所有可能异常
  • 3.3 代码的可读性下降

1 基本编程习惯

Python代码的编程习惯主要参考PEP8:

https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/

里面主要包括如每行代码长度不超过80，函数间空一行等。在此我强烈建议大家都去读一下google编写的python规范，我找了一个不错的pdf翻译版本，下面是目录截图：

同时，我们可以使用一些好用的小工具辅助我们写出更加符合习惯的Python代码，如flake8等小插件。

结合以上这些参考资料和工具，我们这篇专题总结就不会过多去讲语法相关的格式化。而是更多精力放在一些典型的、常用的对比分析上，告诉大家常用的代码书写习惯，哪些写法不够符合习惯等。

1.1 多余的空格

以下函数赋值符合习惯：

foo(a, b=0, {'a':1,'b':2}, (10,))

但是，下面出现的多余空格都不符合习惯：

# 这些空格都是多余的
foo ( a, b = 0, { 'a':1, 'b':2 }, (10, )) 

下面代码，有空格又更符合习惯：

i += 1
num = num**2 + 1
def foo(nums: List)

尤其容易忽略的一个空格，增加函数元信息时要有一个空格：

def foo(nums: list): # 此处根据官方建议nums: list间要留有一个空格
    pass

1.2 是否为 None 判断

判断某个对象是否为None，下面符合习惯：

if arr is None:
    pass

if arr is not None:
    pass

下面写法不符合习惯，一般很少见：

if arr == None:
    pass

特别的，对于list,tuple,set,dict,str等对象，使用下面方法判断是否为None更加符合习惯：

if not arr: #为 None 时，满足条件
    pass
    
if arr: # 不为 None 时，满足条件
    pass

1.3 lamda 表达式

lambda 表达式适合一些key参数赋值等，一般不习惯这么写：

f = lambda i: i&1

下面写法更加符合习惯：

def is_odd(i): return i&1

1.4 最小化受保护代码

要想代码更健壮，我们一般都做防御性的工作，最小化受保护的代码更加符合习惯，如下为了防御键不存在问题，加一个try:

try:
    val = d['c']
except KeyError:
    print('c' not existence)

上面写法是合理的，但是下面代码在捕获KeyError时，又嵌套一个函数是不符合习惯的：

try:
    val = foo(d['c']) # 这样写也会捕获foo函数中的KeyError异常
except KeyError:
    print('c' not existence)

这样写也会捕获foo函数中的KeyError异常，不符合习惯。

1.5 保持逻辑完整性

根据官方指南，只有if逻辑return，而忽视可能的x为负时的else逻辑，不可取：

def foo(x):
    if x >= 0:
        return math.sqrt(x)

建议写法：

def foo(x):
    if x >= 0:
        return math.sqrt(x)
    else:
        return None

或者这样写：

def foo(x):
    if x < 0:
        return None
    return math.sqrt(x)

所以，不要为了刻意追求代码行数最少，而忽视使用习惯。

1.6 使用语义更加明确的方法

判断字符串是否以ize结尾时，不建议这样写：

if s[-3:] == 'ize':
    print('ends ize')

使用字符串的endswith方法判断是否以什么字符串结尾，显然可读性更好：

if s.endswith('ize'):
    print('ends ize')

以上这些只要平时多加注意，理解起来不是问题。其实除了PEP8指定的这些代码编写习惯外，还有一种与代码健壮性息息相关的编程风格，今天重点介绍这方面的编程习惯。

2 EAFP 防御编程风格

为了提升代码的健壮性，我们要做防御性编程，Python中的try和except就是主要用来做这个：

d = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}

try:
    val = d['c']
except KeyError:
    print('key not existence')

try块中代码是受保护的，如果键不存在，except捕获到KeyError异常，并处理这个异常信息。

而下面的代码，一旦从字典中获取不存在的键，如果没有任何try保护，则程序直接中断在这里，表现出来的现象就是app直接挂掉或闪退，这显然非常不友好。

d = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}
val = d['c']

再举一个try和except使用的例子，如果目录已存在则触发OSError异常，并通过except捕获到然后在块里面做一些异常处理逻辑。

import os
try:
    os.makedirs(path)
except OSError as exception:
    if exception.errno != errno.EEXIST: 
        raise # PermissionError 等异常
    else:
        # path 目录已存在

以上这种使用try和except的防御性编程风格，在Python中有一个比较抽象的名字：EAFP

它的全称为：

Easier to Ask for Forgiveness than Permission.

没必要纠结上面这句话的哲学含义。

知道在编程方面的指代意义就行：首先相信程序会正确执行，然后如果出错了我们再处理错误。

使用try和except这种防御风格，优点明显，try里只写我们的业务逻辑，except里写异常处理逻辑，几乎无多余代码，Python指南里也提倡使用这种风格。

但是任何事物都有两面性，这种写法也不例外。那么，EAFP防御风格有何问题呢？它主要会带来一些我们不想出现的副作用。

举一个例子，如下try块里的逻辑：出现某种情况修改磁盘的csv文件里的某个值，这些逻辑都顺利完成，但是走到下面这句代码时程序出现异常，进而被except捕获，然后做一些异常处理：

try:
    if condition:
        revise_csv()  # 已经污染csv文件

    do_something()  # 触发异常
except Exception:
    handle_exception()

由于try块里的逻辑分为两步执行，它们不是一个原子操作，所以首先修改了csv文件，但是do_something却出现异常，导致污染csv文件。

其实，除了以上EAFP防御性编程风格外，还有一种编程风格与它截然不同，它虽然能很好的解决EAFP的副作用，但是缺点更加明显，所以Python中不太提倡大量的使用此种风格。

3 LBYL 防御编程风格

再介绍另一种编程风格：LBYL

它的特点：指在执行正常的业务逻辑前做好各种可能出错检查，需要写一个又一个的if和else逻辑。

如EAFP风格的代码：

d = {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}

try:
    val = d['c']
except KeyError:
    print('key not existence')

使用LBYL来写就是如下这样：

if 'c' in d:
    val = d['c']
else:
    print('key not existence')

EAFP风格的代码如下：

import os
try:
    os.makedirs(path)
except OSError as exception:
    if exception.errno != errno.EEXIST: 
        raise # PermissionError 等异常
    else:
        # path 目录已存在

使用LBYL来写就是如下这样：

import os

if not os.path.isdir(path):
    print('不是一个合法路径')

else:
    if not os.path.exists(path):
        os.makedirs(path)
    else:
        print('路径已存在')

通过以上两个例子，大家可以看出LBYL风格和EAFP风格迥异。

LBYL的代码if和else较多，这种风格会有以下缺点。

3.1 程序每次运行都要检查

程序每次运行都要检查，不管程序是不是真的会触发这些异常。

if 'c' in d: # 每次必做检查
    val = d['c']
    
if not os.path.isdir(path): # 每次必做检查
    print('不是一个合法路径')

else:
    if not os.path.exists(path): # 每次必做检查
        os.makedirs(path)
    else:
        print('路径已存在')

3.2 很难一次考虑所有可能异常

很难一次性考虑到所有可能的异常，更让人头疼的事情是，一旦遗漏某些异常情况，错误经常不在出现的地方，而在很外层的一个调用处。这就会导致我们花很多时间调试才能找到最终出错的地方。

def f1()
   if con1:
        # do1()
   if con2:
        # do2()
   # 但是遗漏了情况3，未在f1函数中报异常

3.3 代码的可读性下降

要写很多与主逻辑无关的if-else ，程序真正的逻辑就变得难以阅读。最后导致我们很难看出这个只是判断，还是程序逻辑/业务的判断。但是，如果用try-catch，那么try代码块里面可以只写程序的逻辑，在except里面处理所有的异常。

结论：就Python语言，推荐使用EAFP风格，个别受保护的块，若无法实现原子操作的地方可以使用LBYL风格。