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Python 为什么如此设计？

豌豆花下猫 2023-03-28 原文

大概两年半前，我萌生了要创作一个新的系列文章的想法，也就是“Python为什么”，试图对 Python 的语法及特性提出“为什么”式的问题，以此加深对它的理解，探寻使用技巧、发展演变、设计哲学等话题。

一直以来，我都是一个有着较强问题意识的充满着好奇心的人，擅长于识别出相似东西的差异，并从差异性上发现事物的独特意义。

于是，当将 Python 与其它编程语言作比较时，加上阅读及翻译了一些 PEP 从而积攒了一些素材后，我就得到了很多的小发现。当确认了国内外的技术社区里缺少这方面的文章后，我就更确信了这件事的独特价值。

我当时有个天真的想法，觉得可以按照“十万个为什么”的方式，写出源源不断的文章……

刚开始的 2020 年下半年，我创作力旺盛，写了约 20 篇“Python为什么”系列文章！然而，到了 2021 年，仅有 2 篇！再到 2022 年，也是仅仅 2 篇！！……

时间都去哪儿了？怎么我才稍稍微偷了个懒儿，它就不见了呢？本来计划有不少想写的话题的，怎么拖着拖着就忘了该怎么写了呢……

最近眼看到了年末，我越想越是有些不甘，于是，花了几天时间，好好梳理了下“Python为什么”系列文章，优化了 Github 的介绍内容，准备认真把这个系列重拾起来！

我把之前调查问卷里遗留的问题，以及其它计划要写的话题放在 Issues 跟踪，欢迎大家来提问题/给建议/指导写作/监督催更……

下面放出的是目前系列文章的介绍，恳请喜欢本系列的同学给颗 star 鼓励一下！（内容会不断更新/增长，请以 Github 主页为准。）

如果你在手机微信端阅读，由于链接跳转麻烦，建议你通过这个合集的链接进行阅读。

文章列表

  • Python 设计和历史的常见问题
    • Python 官方提供了约 30 个常见问题的 FAQ，你可以从中快速得到“权威”的解释
  • Python 为什么用 len() 函数，不用 x.len() 风格？
    • 介绍了《流畅的Python》及 Guido 的解释
    • 我本人认为这体现了 Python 对世界本质的洞察
    • 文章顺便回答了：为什么 Python 的索引从 0 开始计数？
  • Python 为什么使用缩进来划分代码块？
    • 这是个经典的问题，总会被提起，我总结了 8 个原因
    • 有不少人对上述 8 个原因并不买账，因此我补充了一个回复：Python 的缩进绝不是反人类的设计！
    • Guido 在一次采访中说：严格要求代码缩进确实有点夸张，改用花括号，也不是不可以
    • Python 的缩进起源于 ABC，而 ABC 的缩进起源于 60-70 年代的编程畅想
  • Python 为什么不用分号作语句终止符？
    • 分号一般有分隔符与终止符两种作用，但 Python 只用分号作为分隔符，却不用它作为终止符， 而是改用换行作为终止符。本文精炼总结了 5 个原因
  • Python 为什么没有 main 函数？为什么我不推荐写 main 函数？
    • main 函数作为某些编程语言的执行入口是强制必要的，然而 Python 这门脚本语言有着自己更为灵活的执行方式
    • 在我的编程习惯中，我反感那些不假思索的if __name__ == '__main__' 写法，文中给出了我的编程建议
  • Python 为什么推荐蛇形命名法？
    • 编程语言中有好几种变量命名风格，最为流行的两种分别是驼峰命名法和蛇形命名法。本文从编程语言的历史发展过程和语言内部的使用习惯角度，解释了为什么 Python 更偏好于蛇形命名法
  • Python 为什么不支持 i++ 自增语法，不提供 ++ 操作符？
    • 有过 C/C++/Java 等语言的编程经验的开发者会疑惑，为什么 Python 中没有 i++ 这样的语法
    • 这个问题反映出 Python 中的数字对象跟其它语言中的数字有着根本性的差异；另外，Python 的可迭代对象特性，也深刻影响着语言的诸多设计方面
  • Python 为什么只需一条语句“a,b=b,a”，就能直接交换两个变量？
    • 很多人以为“a,b=b,a”（交换变量操作）跟“a,b=1,2”（多变量赋值）一样，都是基于元组解包的特性，然而 CPython 的实现并非如此
    • CPython 使用专门的优化指令（即 ROT_TWO、ROT_THREE 和 ROT_FOUR）实现栈顶元素的快捷交换
    • 当同时交换的元素数量大于 4 个时，解释器才会跟“a,b=1,2”（多变量赋值）一样，基于解包实现变量赋值
  • Python 为什么用 # 号作注释符？
    • 注释符是编程语言中最基础的要素之一，Python 属于“# 号注释符阵营”，原因或许是它遵循着 Shell 等脚本语言的传统
    • Python 中不存在“块注释符”，Guido 曾建议使用多行字符串（multi-line strings）来达到块注释的效果，但这种方案在语义上有点怪异
  • Python 为什么要有 pass 语句？
    • pass 是 Python 独有的一种空操作，其它语言并没有这样的设计
    • pass 可以作为一种空间占位符，辅助程序员快速编程，然而这点小用途并非至关重要的
    • 由于 Python 不使用花括号之类的手段来划分代码块，因此在定义空函数时，pass 就成了一种补齐语法逻辑的方案
  • Python 为什么会有个奇怪的“...”对象？
    • ... 是 Python3 在 PEP-3100 中引入的一个内置常量，与 Ellipsis 表示同一个对象
    • 官方说它们是单例的，然而这有违事实。要么是文档错了，要么这是一个 Bug ？
    • ... 有什么用处，能够解决什么问题？文中介绍了 4 个用途：扩展切片语法、表达“未完成的代码”语义、Type Hint 用法、表示无限循环
  • Python 为什么能支持任意的真值判断？
    • 这也是 Python 与众不同的一个特性，它将其它语言中仅限于布尔类型的操作（if 或 while 或布尔操作 and、or、not），扩展到了任意对象，带来了极大的灵活性
    • 真值判断的结果取决于__bool__() 和 __len__() 这两个魔术方法的返回值
    • Python 甚至可以对数字对象作真值判断（表示 0 的数为 False，其它数为 True）
  • Python 函数为什么会默认返回 None？
    • Python 隐性地为没有带 return 的函数添加一个 return 操作，即默认返回 None 值，这是由解释器强行注入的逻辑。这意味着：Python 中不存在无返回值的函数
    • 为什么 Python 要强制令所有函数都有一个返回值呢？为什么它不支持无返回值的空函数呢？
  • Python 为什么没有 void 关键字？
    • void 通常指的是一种类型（type），但是它没有具体的值（value）。文中介绍了其它语言需要使用 void 关键字实现的两种功能
    • Python 舍弃了表示“没有值的类型”的 void，统一使用表示“仅有一个值的类型” None，配合前一篇“所有函数必然有返回值”的设计，实现了简单好用的效果
  • Python 为什么是强类型语言，不是弱类型语言？
    • 动静类型与强弱类型是两组不同维度的概念，不应混为一谈。在编程语言发展的早期，当强弱类型的概念还未提出时，一些大佬使用动静类型来笼统地描述语言的特性，这是历史原因
    • 如今主流观点以“隐式类型转换”来划分强弱类型，Python 毫无疑问是强类型语言。文中针对几个易混淆的问题，详细解释了为什么 Python 中不存在“隐式类型转换”
  • Python 之父为什么嫌弃 lambda 匿名函数？
    • lambda 语法借鉴自 lisp 语言，却遭到 Python 之父的嫌弃，然而它竟从他的屠刀下幸存，这段故事充满戏剧性
    • Python 的 lambda 只支持单行表达式，功能不完备。曾有人提议增强 lambda 语法，Python 之父认为那不是好的设计，因而否决了
    • Guido 提出要一次性移除 reduce()、map()、filter() 以及 lambda，但最后他妥协了
  • Python 为什么不支持 switch 语句？
    • 大多数语言都提供了 switch 语句或者极其相似的东西，但在 Python 之父的裁决下，Python 不提供 switch 语句
    • 文章介绍了试图引入 switch 语句的 PEP-275 与 PEP-3103，总结了这两个提案的要点以及被否决的原因
  • Python 疑难问题：[] 与 list() 哪个快？为什么快？快多少呢？
    • 两种创建列表的 [] 与 list() 写法，哪一个更快呢，为什么它会更快呢？
    • 文章通过字节码与执行过程的分析，解释了两者执行速度的差异
  • 为什么说 Python 内置函数并不是万能的？
    • 内置函数的名称并不是关键字，而内置作用域位于名称查找的最低优先级，因此在调用时，某些内置函数/类型的执行速度就明显慢于它们对应的字面量表示法
  • 为什么继承 Python 内置类型会出问题？！
    • 由《流畅的Python》中的例子，引出 Python 在内置类型子类化时不合常理的话题
    • 分析魔术方法的底层实现逻辑及调用关系，解释内置类型存在的问题
    • 介绍了内置类型子类化的最佳实践
  • 为什么 Python 的 f-string 可以拼接字符串与数字？
    • Python 是强类型语言，在不经过强制类型转换的情况下，字符串无法拼接数字
    • 介绍了 PEP-498 实现 f-string 的原理
  • Python 的切片为什么不会索引越界？
    • 切片是不少编程语言的特性，Python 的切片不仅功能完善，而且在使用上更为灵活
    • 索引越界是一个常见的问题，Python 切片使用了几条规则，屏蔽了可能导致出错的情况
    • 文章介绍了 Python 的解决方案，但是也留下了一个疑问：为什么 Python 的切片语法要允许索引超出边界呢，为什么不设计成抛出索引错误？
  • 为什么 range() 生成的不是迭代器？
    • 有很多内置方法可以生成迭代器，然而似乎只有 range() 生成的是可迭代对象，这个 range() 显得非常独特。文中给出了我对此的猜想
    • 我还注意到 range 是一种不可变序列，然而它跟字符串这种不可变序列相比，也有着独特的表现
  • Python 为什么要保留显式的 self ？
    • 这也是一个常见问题。这里给出了官方文档的解释，另外附了 Guido 的一篇博客全文
  • Python 为什么不设计 do-while 循环结构？
    • 在 C/C++、C#、PHP、Java、JavaScript 等语言中，do-while 是一种基本结构。Python 为什么不沿袭它们的传统呢？有什么特殊的考虑？
    • 文章列举了其它语言中 do-while 语法的主要使用场景，解释了为什么 Python 可以不用这种结构
    • 介绍了 PEP-315 试图引入 do-while 结构的尝试，以及 Guido 的反对意见
  • 为什么 Python 3 把 print 改为函数？
    • Python3 与 Python2 最显眼的一个区别就是：print 语句变成了 print() 函数
    • PEP-3105 Make print a function 是对这个问题最好的回答
  • 为什么说 Python 最会变魔术的魔术方法是它？
    • __missing__() 是仅在内置类型的子类上才存在的魔术方法，似乎是唯一的特例
    • __missing__() 极为特殊，Python 解释器为它开了后门，实现了最为罕见的“魔术方法间调用”逻辑
  • Python 为什么用”elif“，而不是“else if”？
    • elif 写法相比于“else if”更为简洁，这种写法并非 Python 首创。Guido 发推特解释了这种写法的来源

当在两年半前写下第一篇“Python为什么”系列的时候，我无法想象自己会在 2023 年到来之际写下这一篇宣告重新起航的小结，更无法想象是在下一个两年半，或者五年半或者更久，再次写下一篇新的总结。谁说得准呢！

但是，不忘初心，珍惜当下的决心，树立砥砺前行的恒心，我可以的！

最后，别急着划走啊，请一定记得点个关注、点个 star 哈，喵喵喵~~

Python为什么lichinesehuazhou

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