摘要

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流畅的 Python

本书旨在帮助 Python 开发者挖掘语言特性，编写简洁、流畅、易读、易维护的 Python 代码，尤其深入探讨 Python 高级用法，涵盖数据结构、对象、并行并发及元编程。
你能获得：更高效的 Python 编程技巧，编写优雅代码的能力，以及对 Python 底层机制的深入理解。

核心内容：

1. Python 数据模型与特殊方法：

Python 的一致性体现在数据模型上，特殊方法（如
```
__repr__
```
,
```
__len__
```
）为构建符合 Python 风格的对象提供工具，并通过内置函数（如
```
len()
```
,
```
iter()
```
）隐式调用，保证了代码的简洁性和可读性。
详细解释：理解特殊方法能让你自定义的对象与 Python 核心语言特性（迭代、集合、属性访问等）无缝集成，避免重复劳动，遵循“Pythonic”的编程方式。
举例：通过
```
FrenchDeck
```
示例，展示了如何通过实现
```
__getitem__
```
和
```
__len__
```
使自定义类支持切片、迭代等操作。

2. 数据结构：

Python 内置了多种序列类型（列表、元组、字符串等）和映射类型（字典），它们提供了一套丰富的操作，如迭代、切片、排序等。
详细解释：了解不同序列类型的特性（可变/不可变、容器/扁平）能帮助你根据需求选择最合适的结构，避免不必要的性能损耗。列表推导式和生成器表达式提供高效的创建序列方式。
举例：使用列表推导式计算笛卡尔积，用生成器表达式初始化元组。

3. 函数作为一等对象：

Python 中函数可以像其他对象一样赋值给变量、作为参数传递、作为返回值返回，这为高阶函数和函数式编程提供了基础。
详细解释：理解一等函数的概念能让你更好地利用设计模式，如策略模式和命令模式，并能更容易地实现函数装饰器，这是一种强大的代码复用和增强技术。
举例：用函数实现策略模式，使用
```
functools.partial
```
冻结函数参数。

4. 面向对象惯用法：

Python 具有独特的面向对象特性，如默认浅复制、通过实现
```
__bool__
```
自定义布尔值、使用
```
__slots__
```
节省空间，以及灵活的属性管理机制。
详细解释：理解对象引用、可变性、垃圾回收等概念，可以避免常见的编程陷阱。通过实现特殊方法（如
```
__repr__
```
,
```
__abs__
```
,
```
__hash__
```
）能使自定义对象行为与内置类型一致。
举例：实现一个符合 Python 风格的对象，重载向量加法运算符。

5. 控制流程：

Python 提供了生成器、上下文管理器和协程等高级控制流程结构，能更优雅地处理迭代、资源管理和并发。
详细解释：生成器利用
```
yield
```
关键字实现惰性求值，上下文管理器通过
```
with
```
语句简化资源管理，协程则通过
```
yield from
```
结构实现协作式多任务。
举例：使用生成器表达式实现等差数列生成器，使用
```
@contextmanager
```
实现上下文管理器。

6. 元编程：

Python 允许在运行时动态创建、修改类，这被称为元编程，通过动态属性和描述符可以灵活地访问和验证属性。
详细解释：类装饰器和元类是更高级的元编程工具，能影响类的创建过程，实现复杂的定制。了解导入时和运行时的区别对于元编程至关重要。
举例：使用动态属性转换数据，用特性验证属性，使用元类定制描述符。

问答：

Q: 什么是 Pythonic 代码？

A: Pythonic 代码是指充分利用 Python 语言特性，编写简洁、易读、高效且符合 Python 风格的代码，避免照搬其他语言的习惯。

Q: 为什么要使用特殊方法？

A: 特殊方法使自定义对象能与 Python 的核心语言特性（如迭代、切片、运算符）无缝集成，提高代码的可读性和可维护性。

Q: 如何选择合适的数据结构？

A: 根据数据的特性（是否可变、是否为容器）和应用场景（频繁查找、排序）选择最合适的数据结构，例如列表适用于频繁修改的序列，元组适用于记录，集合适用于去重和成员检查。

Q: 如何避免可变参数默认值导致的陷阱？

A: 不要在函数定义中使用可变类型作为参数的默认值，而应使用 None 作为默认值，并在函数内部创建可变对象的副本。

Q: 如何编写高效的并发程序？

A: 对于 I/O 密集型任务，可以使用 asyncio 包实现异步编程，避免阻塞；对于 CPU 密集型任务，可以使用 concurrent.futures 模块启动多进程，绕过 GIL 的限制。

思维导图

目标读者

本书的目标读者是已经具备一定Python编程基础，希望深入了解Python语言特性，提升代码质量和开发效率的中高级Python软件开发人员。无论是需要从Python 2迁移到Python 3，还是希望掌握Python高级用法，本书都能提供有价值的指导。

作者背景

Luciano Ramalho is a Brazilian software developer, author, and teacher with extensive experience in Python. He has been involved in the Python community for over 20 years, contributing to various projects and advocating for the language's adoption. He is known for his expertise in object-oriented design, concurrency, and functional programming in Python.

历史背景

本书出版于Python 3逐渐取代Python 2成为主流的时期，旨在帮助开发者适应Python 3的新特性和最佳实践。它反映了Python社区对代码质量、可维护性和表达能力的日益重视，以及对Python作为一门多范式编程语言的深刻理解。

流畅的Python

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