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Fluent Python 讀書筆記（二）

2022 年 2 月 23 日
Python

一級函式

在 Python 所有函式都是一級物件：
- 可在執行階段建立
- 可以指派給變數，或資料結構內的元素
- 可以當成引數傳給函式
- 可以當成函式的結果回傳
如果一個函式的引數是包含函式，或回傳的物件是函式，它就是高階函式 (higher-order function)，經典的例子是 map、filter、reduce
listcomp、genexp 可作 map 與 filter 的工作，且更容易閱讀，後兩者已經沒有那麼重要了
除了用來處理高階函式的引數外，匿名函式在 Python 並沒什麼其他用處，且通常難以閱讀
Python 的七種 callable
1. User-defined functions： def 或 lambda
2. Built-in functions：以 C 寫成的函式，如 len、time.strftime
3. Built-in methods：以 C 寫成的方法，如 dict.get
4. Methods
5. Classes：透過 __new__ 建立，再經 __init__ 初始化
6. Class instances：須實作 __call__（任何物件都能有函式的行為）
7. Generator functions
如同自訂類別的實例，函式會使用 __dict__ 儲存特定的使用者屬性
幾個重要的函式專用特殊方法：`
- __annotations__：參數與回傳註解
- __closure__：綁定自由變數（free variables）的空間
- __code__：中繼資料、及編碼後的函式內文
- __defaults__：以 tuple 儲存正式參數的預設值
- __kwdefaults__：以 dict 儲存限關鍵字的正式參數的預設值
要知道函式需要什麼參數、以及有沒有預設值，使用 inspect 模組會比較方便。因為 __(kw)defaults__ 雖然儲存了預設值，但參數名稱卻是放在 __code__ 裡面，必須由後往前掃描一次，才能將每一個值與各自的參數連結

>>> from inspect import signature

>>> def tag(name, *content, cls=None, **attrs): pass

>>> sig = signature(tag)

>>> for name, param in sig.parameters.items():

... print(param.kind, ":", name, "=", param.default)

...

POSITIONAL_OR_KEYWORD : name = <class 'inspect._empty'>

VAR_POSITIONAL : content = <class 'inspect._empty'>

KEYWORD_ONLY : cls = None

VAR_KEYWORD : attrs = <class 'inspect._empty'>

inspect.Signature 物件有一個 bind 方法可以拿來測試傳入的參數組合
函式註釋（Function Annotations）常見的型態是類別，如 str、int，或字串如 int > 0，註釋不會處理任何工作，會被保存在 __annotation__ 屬性裡
對解譯器來說，註釋沒有意義，它只們是可能會被工具所使用的中繼資料
Guido 清楚地表示不想讓 Python 成為 Funtional Programming 語言（但是因為有 operator、functools 模組，可以善加運用在 FP 風格上）
列出一些有用的 FP 工具：operator.itemgetter、operator.attrgetter、operator.methodcaller、functools.partial
在 Python 中廣泛採用 FP 語法的最大障礙，就是缺乏尾部遞迴消除 (tail-recursion elimination) 的最佳化功能
「所有匿名函式都有一個嚴重的缺點：它們沒有名字」

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公園生活

2022 年 2 月 17 日
Quote

只要在公園長椅上發呆的時間一久，就會發現風景這種東西其實要有意識才看得到。泛著漣漪的池子、長著青苔的石垣、樹木、花朵、航跡雲，這一切雖然盡收眼底，其實等於視而不見，只有在意識到其中一樣事物，例如意識到在池面上游泳的水鳥時，水鳥才會從周遭的一切中切割出來。

她的耳垂上，該說是耳環嗎，嵌著一個大小像戒指般的粗厚金屬，開了個圓洞。空洞的另一邊，看得到駒澤路上塞住的車陣。

新聞畫面，特別是播報戰禍的影像，關掉聲音來看的話，人類就只是一具具軀體，這在螢幕上成了一件再自然不過的事，給人一種新的衝擊。一旦轉開音量，不論是賓拉登、布希、包威爾、夏隆、阿拉法特，或是新聞旁白，吐出的都是連串艱澀的詞句，彷彿那些詞句孕育出思考，而這孕育出的思考又在醞釀著什麼。如果把聲音關掉，就完全無法看出人類的思考了，所看到的只是或走、或坐、或躺的人類軀體罷了。

穿了五年的運動褲鬆緊帶已經鬆了，只要一邁出步伐就會往下滑落。我想把褲繩綁緊，不過一邊褲繩的前端縮到繩口裡去，找不出來了。

錄放影機的時鐘顯示我打電話的時間是「20：34」，掛上話筒後是「20：43」。差一分鐘就正好十分鐘了，我並不是說要用那一分鐘來說什麼，只是覺得應該可以用那一分鐘再說些什麼。

她一派輕鬆的模樣，彷彿身上若是掛了條圍裙，八成還會在上面抹抹手吧！

簡而言之，只要在插花的時後想像花器上方有個透明的球體就行了，而花辨識插在那個球體的內部。從花器往上方正中間延伸的花材稱為「真枝」，搭配真枝有朝左延伸的「副枝」，和向右延伸的「體枝」。插花就是由這三種役枝所構成的。

只要和鞠子在一起，就會覺得整個人鬆懈下來。那是一種和別人在一起無法體會到的奇妙感受，我的眼前浮現人造衛星脫離軌道後，失去衝勁的背影。

她希望我放下沈重的貨物，輕盈地四處飛躍。不過我卻害怕真要這麼做的話，就會如同漂浮於大海中的泡沫，不論隨波逐流到哪裡，最終都會破滅消逝。

殘酷的語言多半都是出自於浮著笑意的雙唇間。

Fluent Python 讀書筆記（一）

2022 年 2 月 15 日2022 年 2 月 15 日
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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火花

2022 年 1 月 25 日
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在山間迴響的煙火聲蓋過了我的聲音，我對渺小的自己很失望，但我之所以沒有被逼到絕望，只因為我對大自然與煙火抱有崇高的敬意，就只是如此平凡的理由。

不過，我們必須把自己的畫作展示出來讓某人買下，選用的畫框想必會大幅改變畫作給人的印象。完全放棄任何商業性的行為，說不定會改變自己作品本來的意義，那樣等於是完全沒有保護作品。

我們早已過了會自作多情的年紀；我們已經到了就連假裝自作多情而招來惡評，都視為一種工作的年紀。

而且，我早已隱約的察覺，我們的工作也在漸漸減少。過去令我恐懼、讓我成長的後輩們也已邁向新的人生了。我可以肯定的說，我們那彷彿永無止境的無藥可醫的歲月，絕非只是荒唐的騷動。我們是真的感到恐懼，我們打從心底恐懼父母、戀人日漸老去，一切將會再也來不及。我們是真心害怕自己主動結束夢想，彷彿舉世皆為陌生人的頁晚一再來臨。

劇場這些年來累積的笑聲，都被這骯髒的牆壁吸收，觀眾一笑，牆壁也會跟著一起笑。

耗費長時間一直在做沒有必要的事情很可怕吧？在僅此一次的寶貴人生中，挑戰或許會完全沒有結果的事情很可怕吧。排除無謂的徒勞，也就等於是在迴避危險。無論是膽小、自作多情或是無藥可救的笨蛋都行，總之只有敢站上充滿風險的舞台，全力向顛覆常識去挑戰的人，才能夠成為相聲師。透過這耗費漫長時光的莽撞挑戰，我認為我已得到自己真正的人生。

Classic Shell Scripting 讀書筆記（八）

2022 年 1 月 11 日2022 年 1 月 11 日
Ops

ksh 與 bash 的擴展與相容性

模式匹配的擴展

bash 要先啟用 extglob 選項才支援此功能

正則的 ^ 與 $ 在 Shell 的模式匹配沒有等同物，我們可以想像，在 Shell 的模式匹配中， ^ 與 $ 已經自動帶在前後文了，若在模式前後加上 * 則可以停用此功能

$ ls

biff bob frederick shishkabob

$ shopt -s extglob # 啟用 bash 的模式匹配

$ echo @(dave|fred|bob)

bob

$ echo *@(dave|fred|bob)* # 停用隱含的 ^ 與 $ 前後文

bob frederick shishkabob

括弧展開

源自於 csh 的功能，ksh 跟 bash 都支持此用法，可以巢狀化

$ echo cpp-{args,l{e,o}x,parse}.c

cpp-args.c cpp-lex.c cpp-lox.c cpp-parse.c

RSA 所使用的數學

2022 年 1 月 6 日2022 年 1 月 6 日
Quote

此文節錄《碼書：編碼與解碼的戰爭》的附錄

此書提供了許多簡單易懂的技術描繪（可惜台灣沒有再版了）

如下是 RSA 加密與解密過程的數學描述：

一、愛麗絲挑選兩個巨大的質數 p 和 q。這兩個質數應該要非常龐大，不過，為了簡化說明，我們假設愛麗絲所挑選的是 p=17，q=11。這兩個數字必須保存好，不讓任何人知道。

二、愛麗絲把這兩個質數相乘，得到另一個數字 N。在此例，N=187。她又再挑一個數字 e，假設 e=7，數字 e 和數字 (p-1)×(q-1)必須互質，也就是說，它們不可以有共同的因數

三、愛麗絲公佈 e 和 N，這兩個數字一起，被稱為公開鑰匙（所選取的 e 值可以跟其他人的一樣，但 N 值必須是獨一無二的）

四、加密訊息時，必須先把訊息轉換成一個數字 M。例如，文字被轉換成 ASCII 二進位數字時，我們可以把這些二進位想成一個十進位數字。接著根據如下的公式，就可以把 M 加密成密碼文 C

1 2	C = M ^ e (mod N)

五、假設巴伯想送愛麗絲一個吻，就單單一個字母 X。X 的 ASCII 碼是 1011000，換算成十進位數字是 88，因此 M=88

六、巴伯查詢愛麗絲的公開鑰匙，發現 N=187, e=7。這兩個數字等於提供了他加密訊息給愛麗絲所需的公式。套入公式：

1 2	C = 88 ^ 7 (mod 187)

用電子計算機運算這個式子反而費事，因為它的顯示版容不下這麼大的數字。事實上，模算術的指數函數有一個計算訣竅：

88^1 = 88 = 88 (mod 187)

88^2 = 7,744 = 77 (mod 187)

88^4 = 59,969,536 = 132 (mod 187)

88^7 = 88 × 77 × 132 = 894,432 = 11 (mod 187)

巴伯把密碼文 C=11 寄送給愛麗絲

七、我們知道模算術裡的指數函數是單向函數，要從 C=11 逆向求出原始訊息 M 是非常困難的事。所以，依芙沒有辦法解譯這則訊息。

八、愛麗絲可以解譯這則訊息，因為她有特別的資訊：她知道 p 和 q 的值。她會利用下面的公式計算出一個 d 值，即她的私人鑰匙：

e×d = 1 (mod (p-1 ×(q-1)))

7×d = 1 (mod 16×10)

7×d = 1 (mod 160)

d = 23

d 值的演算並非輕而易舉的工作，不過一種稱為歐基里德演算法的技巧可以幫愛麗絲又快又簡單地求出 d 值

九、愛麗絲利用下面的公式解譯訊息：

1 2	M = C ^ d (mod N)

M = 11 ^ 23 (mod 187)

M = 11 × 121 × 55 × 154 (mod 187)

M = 88 = X in ASCII

瑞維斯特、薛米爾和艾多曼創造了一個特殊的單向函數，只有持有特別資訊（p 和 q）的人才能求回原值。每個人都挑選不一樣的 p 和 q，等於把這個函數個人化，任何人都可以用 N 值加密訊息，但只有知道 d 值的人可以解密訊息

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