Python 有哪些好玩的语法糖？

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什么是语法糖？

很多人在Python语法糖相关的问题，但是估计其中有不少同学甚至都不知道语法糖是什么概念。

其实，它并没有那么高大上，如果你跟着正常的学习链路把一门编程语言的语法学会，可能你日常开发过程中已经用到了很多语法糖。

在正式回答问题之前，我觉得有必要先解释一下什么是语法糖。

语法糖（Syntactic sugar），由英国计算机科学家Peter J. Landin于1964年提出，简单来说，语法糖是指计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能没有影响，但是更方便程序员使用。语法糖让程序更加简洁，有更高的可读性。

引用维基百科上的一个例子：

许多程序语言提供专门的语法来对数组中的元素进行引用和更新。从理论上来讲，一个数组元素的引用涉及到两个参数：数组和下标向量，比如这样的表达式：get_array(Array, vector(i, j))。然而，许多语言支持这样直接引用：Array[i, j]。同理，数组元素的更新涉及到三个参数：set_array(Array, vector(i, j), value)，但是很多语言提供直接赋值：Array[i, j] = value。

举一个比较常见的for循环的例子：

for (i = 0; i < 10; i++) {
    // P
}

满足同样的功能和效果，我们可以通过while来实现：

i = 0;
while (i < 10) {
    // P
    i++;
}

这就是一个简单的语法糖。

由此可见，语法糖并不是什么高大上的东西，可能我们现在开发中已经用了很多Python语法糖。

除此之外，语法糖还派生出一些词汇。例如，语法盐（syntactic salt），指的是不容易写出坏代码的语法特性。语法糖精（syntactic saccharine），或者说语法糖浆（syntactic syrup），指的是未能让编程更加方便的附加语法。

花了很大功夫来解释什么是语法糖，为的就是让大家更加容易理解、循序渐进，而不是上来就罗列一堆语法糖，很多基础薄弱的同学不明所以。

讲完语法糖的概念，接下来就介绍一些Python中那些好玩的语法糖。

魔法方法

魔法方法（Magic methods），有时也被称为特殊方法，是一种具有预定义名称的方法，其特征是在开头和结尾处有双下划线，例如，init。

它们之所以是 “魔法”，是因为这些方法是间接调用的，你不需要直接调用它们，一切都在背后完成。

例如，当你实例化一个类 x = MyClass() 时，Python 将调用__new__ 和 __init__进行构造或者初始化。

举一个简单的打印字符串的例子：

x = 'hello world'
print(x)
​
# 输出
'hello world'

其实它间接的调用了背后的魔法方法，我们可以来试一下：

x.__repr__()
​
# 输出
'hello world'

可以看出，__repr__其实就是绑定到知名的print()方法上了。

除此之外，还有很多常用的魔法方法和我们常用的操作效果相同的：

'name' in my_list      ->      my_list.__contains__(‘name’)
len(my_list)           ->      my_list.__len__()
print(my_list)         ->      my_list.__repr__()
my_list == “value”     ->      my_list.__eq__(“value”)
my_list[7]             ->      my_list.__getitem__(7)

装饰器

装饰器是典型的Python语法糖，通过装饰器的使用，可以让Python语法格外简洁，而且可读性也很高。

比如，我现在写了3个函数，并且要统计3个函数的执行时间。

按常规的需要这样写：

from time import time, sleep
​
def fun_one():
    start = time()
    sleep(1)
    end = time()
    cost_time = end - start
    print("func one run time {}".format(cost_time))
    
def fun_two():
    start = time()
    sleep(1)
    end = time()
    cost_time = end - start
    print("func two run time {}".format(cost_time))
    
def fun_three():
    start = time()
    sleep(1)
    end = time()
    cost_time = end - start
    print("func three run time {}".format(cost_time))

这样不仅麻烦，而且有很多冗余代码。

这时候，我们就可以实现一个计时的装饰器，并且在每个函数上通过@<装饰器名>来调用：

def run_time(func):
    def wrapper():
        start = time()
        func()                  # 函数在这里运行
        end = time()
        cost_time = end - start
        print("func three run time {}".format(cost_time))
    return wrapper
​
@run_time
def fun_one():
    sleep(1)
    
@run_time
def fun_two():
    sleep(1)
    
@run_time
def fun_three():
    sleep(1)

除此之外，装饰器还有很多妙用，感兴趣的同学可以看看我的另外一篇文章：

如果对装饰器的基本概念和用法不清楚，我之前也写过一篇非常受欢迎的回答，需要的也可以看一下：

比较运算

开发过程中经常会用到比较运算符，比如，要判断一个变量是否在一个区间内，很多语言需要这样写：

x > 1 and x < 10

在Python中，可以这样写：

1 < x < 10

这样更符合我们日常使用习惯，也更容易理解。

遍历

如果有一个列表或者字典，该如何遍历？

很多同学估计都会这样做：

# 列表
y = []
for i in range(10):
  y.append(i)
  
# 字典
y = []
for key, value in d.items():
  y.append(value)

在Python中，可以用更简洁的方法实现，一行代码就够了：

y = [x for x in range(10)] 
​
y = [value for key, value in d.items()]

千位分割

假如有这么一个数字：

big_number = 1000000000

这是多少？

估计很多人开始逐个数零了。

如果接触过财务或者会计的同学应该知道，有一种千位数字分割样式，这样更便于读取和理解。

在Python中，它提供了一种语法糖可以这样表示

big_number = 1_000_000_000

这种效果和上面这种一样，但是更加容易理解和读取。

可以验证一下：

x = 1_1000
x += 1
​
# 输出
1001

除了上面这些，Python在字符串、列表、函数等方面还有很多语法糖。

总之，语法糖的目的就是让程序更加简洁，有更高的可读性。这和我们编程过程中一直坚持的思想是一直的，实现一项功能的方法有很多，但是，我们一直在努力让代码具有更优秀的扩展性、阅读性、简洁性。除了语法糖，我们也可以通过养成良好的编程习惯、学习设计模式等方式来优化我们的代码。