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fluent python

Fluent Python 讀書筆記（一）

  • Python

特殊方法

  • 資料模型對 Python 來說是一種「框架」，這個框架（可以想成 Python 的解譯器 Interpreter）會呼叫特定的方法(指 method)，這個特定的方法就是 Dunder Method
  • 當你實作了 __getitem__，就代表類別實例可以是可迭代(iterable)，且支援了 indexing、slicing、函式庫如 random.choice 等
  • 若可迭代物件沒有實作 __contains__，在 in 運算子下的預設的行為是循序掃描
  • len() 對於內建型態（如 list、str、bytearray），解譯器並非呼叫 __len__，而是回到底層的 C 結構查詢，因為速度快很多 —— 這也說明了為什麼是 len(collection) 而不是 collection.len，這是一種「在內建物件效率與語言一致性之間取得平衡」
  • for 語句私下是呼叫 iter() 再呼叫 __iter__()
  • 一般而言，你的程式不該自己呼叫特殊方法，而是透過內建方法(如 len、iter、str)
  • 交互式終端與除錯程式會對運算式的結果呼叫 repr()
  • __repr__ 回傳的字串必須精確，盡可能匹配原始碼，好表示「物件如何建立的」以利再次重建
  • 沒有自訂的 __str__，解譯器會呼叫 __repr__ 提供回饋
  • 反向運算子 (reverse operator) 應用在交換律的後備機制如 a * b 及 b * a
  • 擴增賦值運算子 (augmented assignment operator) 意在結合中輟運算 (infix) 與賦值行為，如 a <<= b
  • 「讓使用者使用核心開發人員所使用的工具」，我的理解是，將底層 API 開放給上層使用
  • 「特殊方法其實是魔術方法的相反」，魔術功能通常意指「你不能在自己定義的物件中模擬這些功能」

序列

  • 牢記可變 VS. 不可變、容器序列 VS. 一般序列的不同
  • List comprehension 只做一件事：建構新序列
  • tuple 可以當成「不可變序列」來用，也可當成沒有欄位名稱的「紀錄」（有 unpacking 的優勢）
  • 變數名 _ 翻譯成「啞變數」（使用底線有缺點，會被當成 gettext 的函數別名）
  • 當賦值的對象是切片時，賦值物件必須是 iterable，如 l[2:5] = [20, 30]
  • 序列的 + 與 * 一定都是建立新物件
  • += （原地算法）的特殊方法是 __iadd__， i 代表 in-place，如果 __iadd__沒有被實作的話，Python 會退而呼叫 __add__，可以解讀成「是否真的是原地算法，取決於運算哪種物件」—— 同一個概念可以套用到 *=
  • 檢視 Python 的 bytecode: dis.dis('<your code here>')
  • 重要的 Python API 慣例：當函式或方法就地改變物件（沒有建立新的物件）時，必須回傳 None，簡單的範例是 list.sort()，反例是 sorted(list)
  • 另一種快速的數值儲存方式，是使用 pickle 模組來做物件序列化，使用 pickle.dump 來儲存一個陣列的浮點數幾乎和 array.tofile 一樣快
  • 內建的 memoryview 類別是 Python 的一個廣義 NumPy 陣列結構，可以用它在資料結構間共用記憶體（PIL、SQLite、NumPy 陣列等），而不需要先做複製
  • 移除 deque 中間的項目並不是那麼快，它其實最適合在兩端進行操作
  • queue 函式庫實作的佇列如 Queue、LifoQueue 用來在執行緒之間進行安全通訊
  • Python 的 sort 是使用 Timesort，根據資料的排序狀況來決定採用 MergeSort 或是 InsertionSort

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Fluent Python Notes: An array of sequences

  • Python

私人筆記，有錯誤煩請指正

Fluent Python Github

序列(Sequence)

可分成容器序列、一般序列；或分成可變及不可變。容器序列保存物件的參考，可以是任何型態；一般序列實際儲存項目的值，但只能保存數字、字元或位元組

容器「有些物件裡面有其他物件的參考，這些物件稱為容器」

collections.abc

List Comprehension(listcomp)

如果你不是只想建構串列，就不該使用listcomp，如果listcomp的長度太長，請考慮用for迴圈。Python 2.x 中listcomp中的變數會影響到外部環境的變數

Generator Expression(genexp)

串列以外的序列類型應該使用genexp，可節省記憶體空間（透過for迴圈一次產生一個項目）

Tuple可充分扮演紀錄的角色，原因是他的拆解機制(Unpacking)

slice跟range排除最後一個項目的原因

  • 容易看出或計算長度，range(start, stop)或my_list[start:stop]的長度都是stop – start
  • 區分序列成多個部份而不會重疊，my_list[:x]與my_list[x:]

建構巢狀串列

重要的Python API慣例

當函式或方法就地改變物件時，必須回傳None，來讓呼叫方知道物件本身已被改變，而且沒有創建新的物件，e.g. list.sort、random.shuffle。這樣做有一個缺點，無法層疊這些方法的呼叫式（Fluent Interface 流式接口）；反之，會回傳新的物件的例子如sorted、所有str的方法

待補充：bisect、memorview, numpy.ndarray, collections.deque

拿list來裝混合型態的物件並不實用，因為list的某些操作可能會無法使用，請用tuple，因為相較之下這種作法自然很多（tuple每個項目其實都代表是個欄位）

list.sort與sorted的排序演算法是用Timesort，會根據資料的排序狀況來決定用插入排序還是合併排序

Fluent Python Notes: Data Model

  • Python

私人筆記，有錯誤煩請指正

Fluent Python Github

遵循Steve Holden的做法，在唸出Magic Functions的時候用dunder取代underscore， 如__getitem__唸作”dunder-getitem”

善用namedtuple來建構裡面只有一堆屬性，沒有自訂方法的簡單類別，如資料庫的紀錄一般

註：

  1. nametuple是類別工廠，回傳一個tuple的子類別
  2. 呼叫屬性asdict回傳OrderedDict物件(3.6後版本)
  3. 屬性是immutable（tuple），要更改可以re-create或呼叫_replace
  4. 透過__doc__設定docstring
  5. 透過__default__或prototype._replace來設定預設值

實作__getitem__讓物件變成可迭代物(iterable)

某個集合可以透過實作__contains__來定義in運算子要如何掃描集合。

關於特殊方法，它們是要讓Python編譯器呼叫的，而不是你（私下呼叫）；使用者程式經常呼叫的特殊方法只有__init__，目的是呼叫你自己寫的__init__；如果你要呼叫特殊方法，呼叫相關的內建函式會比較好（例如len、iter、str等），這些函式不僅會呼叫對應的特殊方法，通常還會提供其他服務，也比較快

__repr__回傳的字串必須精確，而且如果可以的話，必須盡可能匹配原始碼，以重新建立被表示的物件；__str__是讓print函式私下使用的，回傳給終端使用者觀看的格式；如果沒有自訂的__str__可用，Python會呼叫__repr__來提供回饋

https://stackoverflow.com/a/2626364/8100647

注意這裡的方法回傳新的Vector實例。為中綴（infix）運算子的預期行為：為了建立新的物件，並不接觸它們的運算元

len不會被當成方法來呼叫，因為它身為Python資料模型的一部分，會受到特殊對待，如同abs。但是拜特殊方法__len__所賜，你的自訂物件也可以使用len，這是一種在內建物件效率與語言一致性之間取得的平衡