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Python 为什么?

自从接触到 Python 优雅的语法、流畅的编程体验以及活泼的开源社区后,我就成为了这门语言的忠实粉丝!我阅读了大量的书籍和文章,收获了很多知识,同时也积累了很多自己的思考。

“Python为什么”是一系列文章的合集(含翻译),主要关注 Python 的语法、设计、发展、与其它语言的差别等话题,以一个个“为什么”式的问题为切入点,试着展现 Python 的迷人魅力。

大多数人似乎比较关心“怎么做”(HOW-TO)以及“是什么”(WHAT-IS),因此这类的文章随处可见,同质化极为严重。但是,我更关注的话题是“为什么”(WHY-DO or WHY-NOT-DO),这体现了一种不同的思维方式,它可能偏于务虚,有时候对工作内容不会有实质性的帮助。

回答“为什么”的问题,往往也并非易事,因为一个“为什么”问题的答案通常会引出一个新的“为什么”,最后的答案有可能会走到哲学与美学的范畴,从而出现一种“认同的人完全认同,反对的人坚决反对”的对立局面。最典型的例子就是“为什么 Python 强制使用缩进”,赞同的人(比如我)认为这是 Python 最吸引人的特性之一,而反对的人则会深恶痛绝。

但是,我相信这类问题及回答,有着不可磨灭的重要价值!但愿本仓库收录的话题,能对所有喜爱 Python 和编程的人带来新颖的思考角度,增进自己的编程技艺。

如果你有其它话题建议,欢迎提交 Issue。目前的文章主要是中文,欢迎你来翻译成其它语言的版本,同时,欢迎将翻译后的文件提交 pull request 到本仓库。

文章列表

  • Python 设计和历史的常见问题
    • Python 官方提供了约 30 个常见问题的 FAQ,你可以从中快速得到“权威”的解释
  • Python 为什么用 len() 函数,不用 x.len() 风格?
    • 介绍了《流畅的Python》及 Guido 的解释
    • 我本人认为这体现了 Python 对世界本质的洞察
    • 文章顺便回答了:为什么 Python 的索引从 0 开始计数?
  • Python 为什么使用缩进来划分代码块?
    • 这是个经典的问题,总会被提起,我总结了 8 个原因
    • 有不少人对上述 8 个原因并不买账,因此我补充了一个回复:Python 的缩进绝不是反人类的设计!
    • Guido 在一次采访中说:严格要求代码缩进确实有点夸张,改用花括号,也不是不可以
    • Python 的缩进起源于 ABC,而 ABC 的缩进起源于 60-70 年代的编程畅想
  • Python 为什么不用分号作语句终止符?
    • 分号一般有分隔符与终止符两种作用,但 Python 只用分号作为分隔符,却不用它作为终止符, 而是改用换行作为终止符。本文精炼总结了 5 个原因
  • Python 为什么没有 main 函数?为什么我不推荐写 main 函数?
    • main 函数作为某些编程语言的执行入口是强制必要的,然而 Python 这门脚本语言有着自己更为灵活的执行方式
    • 在我的编程习惯中,我反感那些不假思索的if __name__ == '__main__' 写法,文中给出了我的编程建议
  • Python 为什么推荐蛇形命名法?
    • 编程语言中有好几种变量命名风格,最为流行的两种分别是驼峰命名法和蛇形命名法。本文从编程语言的历史发展过程和语言内部的使用习惯角度,解释了为什么 Python 更偏好于蛇形命名法
  • Python 为什么不支持 i++ 自增语法,不提供 ++ 操作符?
    • 有过 C/C++/Java 等语言的编程经验的开发者会疑惑,为什么 Python 中没有 i++ 这样的语法
    • 这个问题反映出 Python 中的数字对象跟其它语言中的数字有着根本性的差异;另外,Python 的可迭代对象特性,也深刻影响着语言的诸多设计方面
  • Python 为什么只需一条语句“a,b=b,a”,就能直接交换两个变量?
    • 很多人以为“a,b=b,a”(交换变量操作)跟“a,b=1,2”(多变量赋值)一样,都是基于元组解包的特性,然而 CPython 的实现并非如此
    • CPython 使用专门的优化指令(即 ROT_TWO、ROT_THREE 和 ROT_FOUR)实现栈顶元素的快捷交换
    • 当同时交换的元素数量大于 4 个时,解释器才会跟“a,b=1,2”(多变量赋值)一样,基于解包实现变量赋值
  • Python 为什么用 # 号作注释符?
    • 注释符是编程语言中最基础的要素之一,Python 属于“# 号注释符阵营”,原因或许是它遵循着 Shell 等脚本语言的传统
    • Python 中不存在“块注释符”,Guido 曾建议使用多行字符串(multi-line strings)来达到块注释的效果,但这种方案在语义上有点怪异
  • Python 为什么要有 pass 语句?
    • pass 是 Python 独有的一种空操作,其它语言并没有这样的设计
    • pass 可以作为一种空间占位符,辅助程序员快速编程,然而这点小用途并非至关重要的
    • 由于 Python 不使用花括号之类的手段来划分代码块,因此在定义空函数时,pass 就成了一种补齐语法逻辑的方案
  • Python 为什么会有个奇怪的“...”对象?
    • ... 是 Python3 在 PEP-3100 中引入的一个内置常量,与 Ellipsis 表示同一个对象
    • 官方说它们是单例的,然而这有违事实。要么是文档错了,要么这是一个 Bug ?
    • ... 有什么用处,能够解决什么问题?文中介绍了 4 个用途:扩展切片语法、表达“未完成的代码”语义、Type Hint 用法、表示无限循环
  • Python 为什么能支持任意的真值判断?
    • 这也是 Python 与众不同的一个特性,它将其它语言中仅限于布尔类型的操作(if 或 while 或布尔操作 and、or、not),扩展到了任意对象,带来了极大的灵活性
    • 真值判断的结果取决于__bool__() 和 __len__() 这两个魔术方法的返回值
    • Python 甚至可以对数字对象作真值判断(表示 0 的数为 False,其它数为 True)
  • Python 函数为什么会默认返回 None?
    • Python 隐性地为没有带 return 的函数添加一个 return 操作,即默认返回 None 值,这是由解释器强行注入的逻辑。这意味着:Python 中不存在无返回值的函数
    • 为什么 Python 要强制令所有函数都有一个返回值呢?为什么它不支持无返回值的空函数呢?
  • Python 为什么没有 void 关键字?
    • void 通常指的是一种类型(type),但是它没有具体的值(value)。文中介绍了其它语言需要使用 void 关键字实现的两种功能
    • Python 舍弃了表示“没有值的类型”的 void,统一使用表示“仅有一个值的类型” None,配合前一篇“所有函数必然有返回值”的设计,实现了简单好用的效果
  • Python 为什么是强类型语言,不是弱类型语言?
    • 动静类型与强弱类型是两组不同维度的概念,不应混为一谈。在编程语言发展的早期,当强弱类型的概念还未提出时,一些大佬使用动静类型来笼统地描述语言的特性,这是历史原因
    • 如今主流观点以“隐式类型转换”来划分强弱类型,Python 毫无疑问是强类型语言。文中针对几个易混淆的问题,详细解释了为什么 Python 中不存在“隐式类型转换”
  • Python 之父为什么嫌弃 lambda 匿名函数?
    • lambda 语法借鉴自 lisp 语言,却遭到 Python 之父的嫌弃,然而它竟从他的屠刀下幸存,这段故事充满戏剧性
    • Python 的 lambda 只支持单行表达式,功能不完备。曾有人提议增强 lambda 语法,Python 之父认为那不是好的设计,因而否决了
    • Guido 提出要一次性移除 reduce()、map()、filter() 以及 lambda,但最后他妥协了
  • Python 为什么不支持 switch 语句?
    • 大多数语言都提供了 switch 语句或者极其相似的东西,但在 Python 之父的裁决下,Python 不提供 switch 语句
    • 文章介绍了试图引入 switch 语句的 PEP-275 与 PEP-3103,总结了这两个提案的要点以及被否决的原因
  • Python 疑难问题:[] 与 list() 哪个快?为什么快?快多少呢?
    • 两种创建列表的 [] 与 list() 写法,哪一个更快呢,为什么它会更快呢?
    • 文章通过字节码与执行过程的分析,解释了两者执行速度的差异
  • 为什么说 Python 内置函数并不是万能的?
    • 内置函数的名称并不是关键字,而内置作用域位于名称查找的最低优先级,因此在调用时,某些内置函数/类型的执行速度就明显慢于它们对应的字面量表示法
  • 为什么继承 Python 内置类型会出问题?!
    • 由《流畅的Python》中的例子,引出 Python 在内置类型子类化时不合常理的话题
    • 分析魔术方法的底层实现逻辑及调用关系,解释内置类型存在的问题
    • 介绍了内置类型子类化的最佳实践
  • 为什么 Python 的 f-string 可以拼接字符串与数字?
    • Python 是强类型语言,在不经过强制类型转换的情况下,字符串无法拼接数字
    • 介绍了 PEP-498 实现 f-string 的原理
  • Python 的切片为什么不会索引越界?
    • 切片是不少编程语言的特性,Python 的切片不仅功能完善,而且在使用上更为灵活
    • 索引越界是一个常见的问题,Python 切片使用了几条规则,屏蔽了可能导致出错的情况
    • 文章介绍了 Python 的解决方案,但是也留下了一个疑问:为什么 Python 的切片语法要允许索引超出边界呢,为什么不设计成抛出索引错误?
  • 为什么 range() 生成的不是迭代器?
    • 有很多内置方法可以生成迭代器,然而似乎只有 range() 生成的是可迭代对象,这个 range() 显得非常独特。文中给出了我对此的猜想
    • 我还注意到 range 是一种不可变序列,然而它跟字符串这种不可变序列相比,也有着独特的表现
  • Python 为什么要保留显式的 self ?
    • 这也是一个常见问题。这里给出了官方文档的解释,另外附了 Guido 的一篇博客全文
  • Python 为什么不设计 do-while 循环结构?
    • 在 C/C++、C#、PHP、Java、JavaScript 等语言中,do-while 是一种基本结构。Python 为什么不沿袭它们的传统呢?有什么特殊的考虑?
    • 文章列举了其它语言中 do-while 语法的主要使用场景,解释了为什么 Python 可以不用这种结构
    • 介绍了 PEP-315 试图引入 do-while 结构的尝试,以及 Guido 的反对意见
  • 为什么 Python 3 把 print 改为函数?
    • Python3 与 Python2 最显眼的一个区别就是:print 语句变成了 print() 函数
    • PEP-3105 Make print a function 是对这个问题最好的回答
  • 为什么说 Python 最会变魔术的魔术方法是它?
    • __missing__() 是仅在内置类型的子类上才存在的魔术方法,似乎是唯一的特例
    • __missing__() 极为特殊,Python 解释器为它开了后门,实现了最为罕见的“魔术方法间调用”逻辑
  • Python 为什么用”elif“,而不是“else if”?
    • elif 写法相比于“else if”更为简洁,这种写法并非 Python 首创。Guido 发推特解释了这种写法的来源
  • 为什么 Python、Go 和 Rust 都不支持三元运算符?
    • Python 经历了一个波折的过程才引入条件表达式语法,本文梳理了这段设计背后的故事
    • Go 和 Rust 也不支持三元运算符,但原因各不相同,与 Python 一起比较思考,你会明白更多东西

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