Python編程中的反模式

　　Python是時下最熱門的編程語言之一了。簡潔而富有表達力的語法，兩三行代碼每每就能解決十來行C代碼才能解決的問題；豐富的標準庫和第三方庫，大大節約了開發時間，使它成爲那些對性能沒有嚴苛要求的開發任務的首選；強大而活躍的社區，齊全的文檔，也使不少編程的初學者選擇了它做爲本身的第一門編程語言。甚至有國外的報道稱，Python已經成爲了美國頂尖大學裏最受歡迎的編程入門教學語言。

　　要學好一門編程語言實屬不易，在初學階段，就糾正一些錯誤的作法，對從此的深刻學習相當重要。有一位叫Constantine Lignos的博主，他是賓夕法尼亞兒童醫院放射研究部門的博士後研究員，他最近撰寫了一篇頗有意義的文章，列舉了初學Python的學生們最常犯的錯誤，並對這些錯誤進行了分類和剖析，其內容提綱挈領，很是值得每一個Python初學者學習。

　　這篇文章給出了一些在Python初學者中很常見的反模式，反模式一般是指那些不符合習慣或者會致使糟糕後果的用法。Lignos把他總結的反模式分紅了四大類——迭代、性能、變量的漏洞和編程風格。下面咱們逐一來看一個例子，理解這些反模式到底「反」在什麼地方。

　迭代

　　當咱們須要簡單迭代一個數量範圍的時候，Python給了咱們一個很是好用的函數：range。Lignos觀察到有些初學者喜歡用range來迭代列表的下表，像下面這種形式：

for i in range(len(alist)):
    print alist[i]

　　這代碼如今還沒什麼問題，但已經不符合Python的習慣了。但下面的代碼就有問題了：

alist = ['her', 'name', 'is', 'rio']
for i in range(0, len(alist) - 1): # 漏掉了最後一個
    print i, alist[i]

　　咱們能夠看一下Python官方文檔range的示例：

>>> range(1, 11)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

　　range的右區間是不包含在內的，若是受了直覺或其餘編程語言的影響，再減1就不對了。Lignos還列舉了其餘幾種錯誤的迭代模式，咱們只要記住，range應該用在迭代一個數量範圍。

　性能

　　Lignos給出了兩段代碼：

lyrics_list = ['her', 'name', 'is', 'rio']
words = make_wordlist()
for word in words:
    if word in lyrics_list: # 線性時間
        print word, "is in the lyrics"

　　和

lyrics_set = set(lyrics_list)
words = make_wordlist()
for word in words:
    if word in lyrics_set: # 常數時間
        print word, "is in the lyrics"

　　哪一種模式效率更高？Lignos註釋已經給出了答案。註釋的意思是，判斷一個元素是否在一組元素中存在，使用list的算法複雜度是O(n)，而使用set的算法複雜度是O(1)。那是否set永遠是優於list？在其餘狀況下，應該用哪一個數據結構？Python官方Wiki有一份專門各個數據結構操做的時間複雜度的文檔供參考，知道參考這份文檔比答案自己更重要。至於爲何，只有Python的源碼才能告訴咱們。

　變量的漏洞

　　初學者每每會假設一些不應假設的前提，對一些異常流程考慮不周。Lignos也給了一個例子：

for idx, value in enumerate(y):
    if value > max_value:
        break
processList(y, idx)

　　這裏y若是是空的，那就出問題了，由於idx根本得不到定義，最終咱們會獲得一個NameError的異常。比較好的作法是給idx一個默認的錯誤值，在C語言裏面咱們常常喜歡用-1。下面的代碼就考慮得比較全面：

def find_item(item, alist):
    # 對Python來講None比-1可能更好點
    result = -1
    for idx, other_item in enumerate(alist):
        if other_item == item:
            result = idx
            break
    return result

　代碼風格

　　Python有一份代碼風格指導文檔PEP 8，這些規則都是有道理的。當初學者不明白爲何的時候，最好的作法就是儘可能遵照它，等到有更深刻的理解了就會豁然開朗，同事也會明白何時能夠打破規則。Lignos引用了這份文檔的一些例子，好比，如何測試一個變量是否爲空，若是測試一個變量是否爲None等等。

　　以上分析了這篇文章中的一些例子，若是但願全面瞭解，請查看原文。想要學好一門編程語言，學會語法是遠遠不夠的，必須逐步理解語言所依賴的CPU體系結構、編譯器/解釋器/虛擬機等內容。Lignos這篇文章雖然沒有深刻剖析Python的實現，可是對於入門者的幫助是很是明顯的，當初學者有了必定經驗後，對一些問題均可以作深刻挖掘，引出Python實現層面的問題。