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詳解Python3.1版本帶來的核心變化

 更新時間:2015年04月07日 09:58:25   投稿:goldensun  
這篇文章主要介紹了詳解Python3.1版本帶來的核心變化,Python3.1的版本升級在3.0的基礎(chǔ)上帶來了更多影響以后版本的變化,本文分析了其中一些常用功能的改變,如Maketrans函數(shù)等,需要的朋友可以參考下

這里我們將對Python 3.1核心語言的變化進(jìn)行分析,包括字符串的格式化、說明符以及其他方面的內(nèi)容。希望這些變化能對大家了解Python 3.1有所幫助。

Python 3.0發(fā)布七個月之后,Python核心開發(fā)人員于2009年6月27日發(fā)布了新的Python 3.1版本。雖然此3.1版本只是對Python 3.0的一次小型升級,但是它不僅為開發(fā)者帶來許多讓人感興趣的特性,同時在性能方面也有所改善。本文將為讀者詳細(xì)介紹Python 3.1版本在核心語言、標(biāo)準(zhǔn)程序庫和性能改善方面的變化。

一、字符串的格式化

Python的最新版本為我們帶來了討人喜歡的格式字段的自動填數(shù)功能。我們知道,許多程序中經(jīng)常需要格式化字符串。Python 2.x版本使用的是類似[s]printf函數(shù)的百分號操作符,如下所示:

  >>> '%s, %s!' % ('Hello', 'World') 

'Hello, World!'而Python 3.0則添加了更高級的字符串格式化功能,如下所示:

  >>> '{0}, {1}!'.format('Hello', 'World') 

'Hello, World!'如今,Python 3.1則在字符串格式化方面又有了新的改進(jìn)。對于Python 3.0來說,每當(dāng)您想在格式串中引用位置參數(shù)時,您必須給出每個位置參數(shù)的索引。但是在Python 3.1中,您就可以將這些索引拋在腦后了,因為Python會依次替您填充這些參數(shù):

  >>> '{}, {}!'.format('Hello', 'World') 
  'Hello, World!' 

二、PEP-378:用于千位分隔符的格式說明符

在財務(wù)應(yīng)用程序中,通常要在數(shù)字中使用千位分隔符。從事金融或者財會方面工作的人士是不這樣寫的“您欠我$12345678”,而是“您欠我$12,345,678”,他們慣于使用逗號作為分隔符。那么,如何使用Python達(dá)到這種效果呢:

  >>> format(12345678, ',') 

'12,345,678'您可以利用其他區(qū)分符對數(shù)字進(jìn)行分組。這里的寬度說明符(這里為8)包括了逗號和小數(shù)點:

 

  >>> format(1234, ',').replace(',', '_') 

'12,345.7'逗號通常作為默認(rèn)的分隔字符,如果要使用其他字符作為分隔字符的話,只需通過replace函數(shù)用您喜歡的字符替換逗號即可,具體如下所示:

  >>> format(1234, ',').replace(',', '_') 

'1_234'當(dāng)然,您還可以使用format函數(shù)來作為字符串方法:

>>> '{0:8,.1f}'.format(123.456)

三、Maketrans函數(shù)

利用maketrans()和translate()函數(shù),我們可以使用一組字符來替換另一組字符。使用這一替換功能時,多少有點繁瑣,因為它要求使用maketrans()函數(shù)(該函數(shù)的作用是把輸入字符映射到輸出字符)建立一個轉(zhuǎn)換表,然后,再把這個轉(zhuǎn)換表傳遞給translate()函數(shù)。當(dāng)然,string模塊仍然有它自己的maketrans()函數(shù),不過Python 3.1不贊成使用它,而是贊賞使用單獨的maketrans()函數(shù)來操作字節(jié)、字節(jié)數(shù)組和字符串。

下面的例子演示了如何使用maketrans()和translate()函數(shù)處理字節(jié)對象。需要注意的是,用于字節(jié)的轉(zhuǎn)換表具有256個表項(每一項對應(yīng)于一個可能的字節(jié)),并且這個例子把大部分字節(jié)都映射到它們自身,只有1,2和3例外,因為它們分別映射到了4,5和6。如下所示:

  >>> tt = bytes.maketrans(b'123', b'456') 
  >>> len(tt) 
  256 
  >>> tt 
  b'\x00\x01\x02\x03\x04\x05\x06\x07\x08\ 
  t\n\x0b\x0c\r\x0e\x0f\x10\x11\x12\x13\ 
  x14\x15\x16\x17\x18\x19\x1a\x1b\x1c\x1d\ 
  x1e\x1f !"#$%&\'()*+,-./0456456789:;<=> 
  ?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\\]^_`abcd 
  efghijklmnopqrstuvwxyz{|}~\x7f\x80\x81\ 
  x82\x83\x84\x85\x86\x87\x88\x89\x8a\x8b\ 
  x8c\x8d\x8e\x8f\x90\x91\x92\x93\x94\x95\ 
  x96\x97\x98\x99\x9a\x9b\x9c\x9d\x9e\x9f\ 
  xa0\xa1\xa2\xa3\xa4\xa5\xa6\xa7\xa8\xa9\ 
  xaa\xab\xac\xad\xae\xaf\xb0\xb1\xb2\xb3\ 
  xb4\xb5\xb6\xb7\xb8\xb9\xba\xbb\xbc\xbd\ 
  xbe\xbf\xc0\xc1\xc2\xc3\xc4\xc5\xc6\xc7\ 
  xc8\xc9\xca\xcb\xcc\xcd\xce\xcf\xd0\xd1\ 
  xd2\xd3\xd4\xd5\xd6\xd7\xd8\xd9\xda\xdb\ 
  xdc\xdd\xde\xdf\xe0\xe1\xe2\xe3\xe4\xe5\ 
  xe6\xe7\xe8\xe9\xea\xeb\xec\xed\xee\xef\ 
  xf0\xf1\xf2\xf3\xf4\xf5\xf6\xf7\xf8\xf9\ 
  xfa\xfb\xfc\xfd\xfe\xff' 

建好轉(zhuǎn)換表之后,我們只需把它傳遞給translate()函數(shù)即可,如下所示:

  >>> b'123456'.translate(tt) 

b'456456'我們還可以傳遞其它的參數(shù)作為要刪除的字符:

  >>> b'123456'.translate(tt, b'5') 

b'45646'我們可以看到,原來的5已經(jīng)從123456從刪掉了,但是轉(zhuǎn)換得到的5(請記住,我們的映射表將2轉(zhuǎn)化為5)并沒有刪除。這說明,系統(tǒng)是先從原來的字符串中刪除相應(yīng)的字符,然后才進(jìn)行的轉(zhuǎn)換操作。
字符串的轉(zhuǎn)換稍微有些不同,字符串版本的maketrans函數(shù)返回的是一個字典:

  >>> tt = str.maketrans('123', '456') 
  {49: 52, 50: 53, 51: 54} 
  >>> '123456'.translate(tt) 
  '456456' 

四、與數(shù)學(xué)有關(guān)的變化

  >>> int.bit_length(19) 
  5 
  >>> bin(19) 

3.1版本在與數(shù)學(xué)有關(guān)的方面也有所改變。

Int添加了一個bit_length方法

新版本中,int變量具有一個bit_length方法,它能返回該int變量以二進(jìn)制數(shù)表示的時候的位數(shù)。例如,數(shù)字19的二進(jìn)制表示為10011,那么它的位數(shù)就是5:

'0b10011'浮點數(shù)的舍入

在Python 3.0以及早先的round()函數(shù)有點反復(fù)無常:如果您不指定精度的時候,它返回的是一個整數(shù);如果指定精度的話,它返回的是您輸入數(shù)據(jù)的類型:

  >>> round(1000) 
  1000 
  >>> round(1000.0) 
  1000 
  >>> round(1000, 2) 
  1000 
  >>> round(1000.0, 2) 

1000.0在Python 3.1中,只要輸入的數(shù)字是一個整數(shù)(即使它是用浮點數(shù)的形式表示的,例如1000.0),那么它總是返回一個整型數(shù):

  >>> round(1000) 
  1000 
  >>> round(1000.0) 
  1000 
  >>> round(1000, 2) 
  1000 
  >>> round(1000.0, 2) 

1000浮點數(shù)的表示

目前,實數(shù)在大部分的硬件和操作系統(tǒng)中都是用32位(單精度)或者64位(雙精度)來表示的。然而,這會導(dǎo)致一些實數(shù)無法精確表示。由于計算機(jī)存儲器的二進(jìn)制特性,某些數(shù)字利用十進(jìn)制表示形式非常簡潔,但是要是使用浮點方案表示的話,就要復(fù)雜了。舉例來說,利用32位的單精度浮點數(shù)表示數(shù)字0.6,則為0.59999999999999998:

>>> 0.6

0.59999999999999998對于這種表示方案,上面的數(shù)字是為了做到盡可能的精確,但是對用戶來說卻很不友好。 Python 3.1使用了一個新算法,以便使得原值的表示盡可能得簡練。所以在Python 3.1中,人們輸入上面的數(shù)字,一個更簡潔的表示:

>>> 0.6

0.6這已經(jīng)很精確了,除非遇到算術(shù)運(yùn)算。舉例來說,表達(dá)式0.7+0.1的值用32位浮點表示法表示的話,它是 0.79999999999999993,而數(shù)字0.8的值用32位浮點數(shù)表示則是 0.80000000000000004。 這樣一來,就意味著0.7+0.1并不等于0.8,這會導(dǎo)致一些問題。例如,下面的循環(huán)將永不休止:

  >>> x = 0.0 
  >>> while x != 1.0: 
  ... print(repr(x)) 
  ... x += 0.1輸出的結(jié)果: 
  0 
  0.10000000000000001 
  0.20000000000000001 
  0.30000000000000004 
  0.40000000000000002 
  0.5 
  0.59999999999999998 
  0.69999999999999996 
  0.79999999999999993 
  0.89999999999999991 
  0.99999999999999989 
  1.0999999999999999 
  1.2 
  1.3 
  1.4000000000000001 
  1.5000000000000002 
  1.6000000000000003 

...在Python 3.0中,repr()函數(shù)返回的是實際表示;而在Python 3.1中,它返回的是簡潔表示。無論是在Python 3.0還是在Python 3.1中,print()函數(shù)顯示的都是簡潔表示:

  >>> print(0.1) 
  0.1 
  >>> print(0.10000000000000001) 

0.1Python語言還有一個稱為decimal的模塊,可用于精確的實數(shù)表示。它使用一個不同的表示方案來表示浮點數(shù),并且在內(nèi)存運(yùn)行的情況下,用盡量多的數(shù)位來表示一個實數(shù)——并且,當(dāng)進(jìn)行算術(shù)的時候不會出現(xiàn)舍入誤差。在Python 3.0中,Decimal類型使用了一種新方法來從一個字符串初始化它表示的值;在Python 3.1中,又增加了另一個新方法即from_float()來接收浮點數(shù)。注意,即使當(dāng)使用from_float()的時候,Decimal模塊也會比32位更精確。

  >>> from decimal import Decimal 
  >>> Decimal.from_float(0.1) 
  Decimal('0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625') 

五、改進(jìn)的WITH語句

在Python 2.5中,WITH語句是作為一個__future__特性引入的,該語句的正式引入實際上是從Python 3.0開始的。到了Python 3.1版本,該語句已經(jīng)能夠支持更多的資源。最常見的情形是,它可以打開輸入、輸出文件并在處理完成后關(guān)閉它們。在Python 3.0中,我們要么使用嵌套的with語句,要么顯式閉合在文件中。下面是一個Python 3.0的例子,它打開了一個輸入文件,將其內(nèi)容作為字符串讀取,用字符串的title()方法處理內(nèi)容,并將結(jié)果寫到一個輸出文件中。
這個示例中含有兩個嵌套的with語句,注意嵌套的with語句中的最后一行。當(dāng)代碼試圖讀取out.txt的時候,結(jié)果為空,因為此文件是被緩沖處理的,并且還沒有寫入。當(dāng)此with語句完成的時候,Python會關(guān)閉此文件,所以最后一行代碼會認(rèn)定out.txt的內(nèi)容的確是大寫文字。

  open('in.txt', 'w').write('abc def') 
  with open('in.txt') as in_file: 
  with open('out.txt', 'w') as out_file: 
  text = in_file.read() 
  assert text == 'abc def' 
  text = text.title() 
  assert text == 'Abc Def' 
  out_file.write(text) 
  assert open('out.txt').read() == '' 

assert open('out.txt').read() == 'Abc Def'看到嵌套的with語句,是不是感覺有點頭疼,呵呵。接下來,我們要打開兩個兩個文件,并在處理完成后關(guān)閉它們(如果您需要打開三個文件,那么就需要三個嵌套的with語句)。 Python 3.1運(yùn)行您使用單個WITH語句打開所有文件:

  open('in.txt', 'w').write('abc def') 
  with open('in.txt') as in_file: 
  with open('out.txt', 'w') as out_file: 
  text = in_file.read() 
  assert text == 'abc def' 
  text = text.title() 
  assert text == 'Abc Def' 
  out_file.write(text) 
  assert open('out.txt').read() == '' 
  assert open('out.txt').read() == 'Abc Def' 

Python 3.1的另一項改進(jìn)就是,gzip.GzipFile和bz2.BZ2File現(xiàn)在也能用于WITH語句。我們知道,這些都是壓縮后的文件格式。下面的示例代碼將使用gzip文件和bz2文件來存儲5000個字節(jié)的內(nèi)容,并顯示其尺寸。這里還有用到一些額外的Python 3特性,比如帶有命名屬性的統(tǒng)計結(jié)果和高級字符串格式化。

  from bz2 import BZ2File 
  from gzip import GzipFile 
  import os 
  with GzipFile('1.gz', 'wb') as g, BZ2File('1.bz2', 'wb') as b: 
  g.write(b'X' * 5000) 
  b.write(b'X' * 5000) 
  for ext in ('.gz', '.bz2'): 
  filename = '1' + ext 
  print ('The size of the {0} file is {1.st_size} bytes'.format(ext, os.stat(filename)))輸出的結(jié)果: 
  The size of the .gz file is 43 bytes 
  The size of the .bz2 file is 45 bytes 

六、小結(jié)

Python 3.0發(fā)布七個月之后,Python核心開發(fā)人員于2009年6月27日發(fā)布了新的Python 3.1版本。雖然此3.1版本只是對Python 3.0的一次小型升級,但是它不僅為開發(fā)者帶來許多讓人感興趣的特性,同時在性能方面也有所改善。本文為讀者詳細(xì)介紹了Python 3.1版本在核心語言方面的變化,在接下來的文章中,我們將繼續(xù)為讀者介紹新版本中標(biāo)準(zhǔn)程序庫和性能改善方面的變化。

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