學慣用 Python 編程時要避免的 3 個錯誤

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編譯：polebug

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這些錯誤會造成很麻煩的問題，需要數小時才能解決。

當你做錯事時，承認錯誤並不是一件容易的事，但是犯錯是任何學習過程中的一部分，無論是學習走路，還是學習一種新的編程語言都是這樣，比如學習 Python。

為了讓初學 Python 的程序員避免犯同樣的錯誤，以下列出了我學習 Python 時犯的三種錯誤。這些錯誤要麼是我長期以來經常犯的，要麼是造成了需要幾個小時解決的麻煩。

年輕的程序員們可要注意了，這些錯誤是會浪費一下午的！

1、 可變數據類型作為函數定義中的默認參數

這似乎是對的？你寫了一個小函數，比如，搜索當前頁面上的鏈接，並可選將其附加到另一個提供的列表中。

def

search_for_links

(

page

,

add_to

=

[])

:

    

new_links

=

page

.

search_for_links

()

    

add_to

.

extend

(

new_links

)

    

return

add_to

從表面看，這像是十分正常的 Python 代碼，事實上它也是，而且是可以運行的。但是，這裡有個問題。如果我們給 add_to 參數提供了一個列表，它將按照我們預期的那樣工作。但是，如果我們讓它使用默認值，就會出現一些神奇的事情。

試試下面的代碼：

def

fn

(

var1

,

var2

=

[])

:

    

var2

.

append

(

var1

)

    

print

var2

fn

(

3

)

fn

(

4

)

fn

(

5

)

可能你認為我們將看到：

[

3

]

[

4

]

[

5

]

但實際上，我們看到的卻是：

[

3

]

[

3

,

4

]

[

3

,

4

,

5

]

為什麼呢？如你所見，每次都使用的是同一個列表，輸出為什麼會是這樣？在 Python 中，當我們編寫這樣的函數時，這個列表被實例化為函數定義的一部分。當函數運行時，它並不是每次都被實例化。這意味著，這個函數會一直使用完全一樣的列表對象，除非我們提供一個新的對象：

fn(3, [4])

[4, 3]

答案正如我們所想的那樣。要想得到這種結果，正確的方法是：

def

fn

(

var1

,

var2

=

None

)

:

    

if

not

var2

:

        

var2

=

[]

    

var2

.

append

(

var1

)

或是在第一個例子中：

def

search_for_links

(

page

,

add_to

=

None

)

:

    

if

not

add_to

:

        

add_to

=

[]

    

new_links

=

page

.

search_for_links

()

    

add_to

.

extend

(

new_links

)

    

return

add_to

這將在模塊載入的時候移走實例化的內容，以便每次運行函數時都會發生列表實例化。請注意，對於不可變數據類型，比如元組、字元串、整型，是不需要考慮這種情況的。這意味著，像下面這樣的代碼是非常可行的：

def

func

(

message

=

"my message"

)

:

    

print

message

2、 可變數據類型作為類變數

這和上面提到的最後一個錯誤很相像。思考以下代碼：

class

URLCatcher

(

object

)

:

    

urls

=

[]

    

def

add_url

(

self

,

url

)

:

        

self

.

urls

.

append

(

url

)

這段代碼看起來非常正常。我們有一個儲存 URL 的對象。當我們調用 add_url 方法時，它會添加一個給定的 URL 到存儲中。看起來非常正確吧？讓我們看看實際是怎樣的：

a

=

URLCatcher

()

a

.

add_url

(

"http://www.google.com"

)

b

=

URLCatcher

()

b

.

add_url

(

"http://www.bbc.co.hk"

)

b.urls：

["http://www.google.com", "http://www.bbc.co.uk"]

a.urls：

["http://www.google.com", "http://www.bbc.co.uk"]

等等，怎麼回事？！我們想的不是這樣啊。我們實例化了兩個單獨的對象 a 和 b。把一個 URL 給了 a，另一個給了 b。這兩個對象怎麼會都有這兩個 URL 呢？

這和第一個錯例是同樣的問題。創建類定義時，URL 列表將被實例化。該類所有的實例使用相同的列表。在有些時候這種情況是有用的，但大多數時候你並不想這樣做。你希望每個對象有一個單獨的儲存。為此，我們修改代碼為：

class

URLCatcher

(

object

)

:

    

def

__init__

(

self

)

:

        

self

.

urls

=

[]

    

def

add_url

(

self

,

url

)

:

        

self

.

urls

.

append

(

url

)

現在，當創建對象時，URL 列表被實例化。當我們實例化兩個單獨的對象時，它們將分別使用兩個單獨的列表。

3、 可變的分配錯誤

這個問題困擾了我一段時間。讓我們做出一些改變，並使用另一種可變數據類型 – 字典。

a = {"1": "one", "2": "two"}

現在，假設我們想把這個字典用在別的地方，且保持它的初始數據完整。

b

=

a

 

b

[

"3"

]

=

"three"

簡單吧？

現在，讓我們看看原來那個我們不想改變的字典 a：

{"1": "one", "2": "two", "3": "three"}

哇等一下，我們再看看 b？

{"1": "one", "2": "two", "3": "three"}

等等，什麼？有點亂……讓我們回想一下，看看其它不可變類型在這種情況下會發生什麼，例如一個元組：

c

=

(

2

,

3

)

d

=

c

d

=

(

4

,

5

)

現在 c 是 (2, 3)，而 d 是 (4, 5)。

這個函數結果如我們所料。那麼，在之前的例子中到底發生了什麼？當使用可變類型時，其行為有點像 C 語言的一個指針。在上面的代碼中，我們令 b = a，我們真正表達的意思是：b 成為 a 的一個引用。它們都指向 Python 內存中的同一個對象。聽起來有些熟悉？那是因為這個問題與先前的相似。其實，這篇文章應該被稱為「可變引發的麻煩」。

列表也會發生同樣的事嗎？是的。那麼我們如何解決呢？這必須非常小心。如果我們真的需要複製一個列表進行處理，我們可以這樣做：

b = a[:]

這將遍歷並複製列表中的每個對象的引用，並且把它放在一個新的列表中。但是要注意：如果列表中的每個對象都是可變的，我們將再次獲得它們的引用，而不是完整的副本。

假設在一張紙上列清單。在原來的例子中相當於，A 某和 B 某正在看著同一張紙。如果有個人修改了這個清單，兩個人都將看到相同的變化。當我們複製引用時，每個人現在有了他們自己的清單。但是，我們假設這個清單包括尋找食物的地方。如果「冰箱」是列表中的第一個，即使它被複制，兩個列表中的條目也都指向同一個冰箱。所以，如果冰箱被 A 修改，吃掉了裡面的大蛋糕，B 也將看到這個蛋糕的消失。這裡沒有簡單的方法解決它。只要你記住它，並編寫代碼的時候，使用不會造成這個問題的方式。

字典以相同的方式工作，並且你可以通過以下方式創建一個昂貴副本：

b = a.copy()

再次說明，這隻會創建一個新的字典，指向原來存在的相同的條目。因此，如果我們有兩個相同的列表，並且我們修改字典 a 的一個鍵指向的可變對象，那麼在字典 b 中也將看到這些變化。

可變數據類型的麻煩也是它們強大的地方。以上都不是實際中的問題；它們是一些要注意防止出現的問題。在第三個項目中使用昂貴複製操作作為解決方案在 99% 的時候是沒有必要的。你的程序或許應該被改改，所以在第一個例子中，這些副本甚至是不需要的。

編程快樂！在評論中可以隨時提問。

作者簡介：

Pete Savage – Peter 是一位充滿激情的開源愛好者，在過去十年里一直在推廣和使用開源產品。他從 Ubuntu 社區開始，在許多不同的領域自願參與音頻製作領域的研究工作。在職業經歷方面，他起初作為公司的系統管理員，大部分時間在管理和建立數據中心，之後在 Red Hat 擔任 CloudForms 產品的主要測試工程師。

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