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挑战在代码里面不写for循环,让代码变得更简洁、规范、结构化,以及更好的代码可读性

发布2022-08-11浏览1014次

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哈喽兄弟们,又是新的一天!今天你敲代码了吗?

一、序言

为什么要挑战自己在代码里不写 for loop?因为这样可以迫使你去学习使用比较高级、比较地道的语法或 library。文中以 python 为例子,讲了不少大家其实在别人的代码里都见过、但自己很少用的语法。

自从我开始探索 Python 中惊人的语言功能已经有一段时间了。一开始,我给自己一个挑战,目的是让我练习更多的 Python 语言功能,而不是使用其他编程语言的编程经验。这让事情变得越来越有趣!代码变得越来越简洁,代码看起来更加结构化和规范化。下面我将会介绍这些好处。

二、正文

通常如下使用场景中会用到 for 循环:

  • 在一个序列来提取一些信息
  • 从一个序列生成另一个序列
  • 写 for 已成习惯

幸运的是,Python 已经有很多工具可以帮助你完成这些工作,你只需要转移你的思路,并以不同的角度来思考它。

通过避免编写 for 循环,你可以获得什么好处:

  • 较少的代码量
  • 更好的代码可读性
  • 更少的缩进(对 Python 还是很有意义的)

我们来看一下下面的代码结构:

# 1
with ...:
    for ...:
        if ...:
            try:
            except:
        else:

    在这个例子中,我们正在处理多层嵌套的代码,这很难阅读。这个例子使用了多层嵌套的代码。我在这段代码中发现它无差别使用缩进把管理逻辑(with, try-except)和业务逻辑(for, if)混在一起。如果你遵守只对管理逻辑使用缩进的规范,那么核心业务逻辑应该立刻脱离出来。

    “扁平结构比嵌套结构更好” - The Zen of Python

    可以使用的已有的工具来替换 for 循环

    1.List Comprehension / Generator 表达式

    我们来看一个简单的例子。如果你想将一个数组转换为另一个数组:

    result = []
    for item in item_list:
        new_item = do_something_with(item)
        result.append(item)
    
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    • 4

    如果你喜欢 MapReduce,你也可以使用 map,或者 Python 中的 List Comprehension:

    result = [do_something_with(item) for item in item_list]
    
    • 1

    同样,如果您只想迭代数组中的元素,也可以使用一样的代码 Generator Expression。result = (do_something_with(item) for item in item_list)

    2.函数

    如果您想要将一个数组映射成另外数组,只需调用 map 函数,就可以用一个更高级、更实用的编程方式解决这个问题。

    doubled_list = map(lambda x: x * 2, old_list)
    
    • 1

    如果要将序列减少为单个,请使用 reduce

    from functools import reduce
    summation = reduce(lambda x, y: x + y, numbers)
    
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    另外,许多 Python 内置函数都会使用 iterables:

    >>> a = list(range(10))
    >>> a
    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    >>> all(a)
    False
    >>> any(a)
    True
    >>> max(a)
    9
    >>> min(a)
    0
    >>> list(filter(bool, a))
    [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    >>> set(a)
    {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
    >>> dict(zip(a,a))
    {0: 0, 1: 1, 2: 2, 3: 3, 4: 4, 5: 5, 6: 6, 7: 7, 8: 8, 9: 9}
    >>> sorted(a, reverse=True)
    [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
    >>> str(a)
    '[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]'
    >>> sum(a)
    45
    
      8
    • 9
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    3.Extract Functions or Generators

    上述两种方法是很好的处理更简单的逻辑。更复杂的逻辑怎么样?作为程序员,我们编写函数来抽离出复杂的业务。相同的想法适用于此。如果你是这样写的:

    results = []
    for item in item_list:
        # setups
        # condition
        # processing
        # calculation
        results.append(result)
    

      显然你对一个代码块添加了太多的责任。相反,我建议你做:

      def process_item(item):
          # setups
          # condition
          # processing
          # calculation
          return result
      
      results = [process_item(item) for item in item_list]
      
        8

      如果换成嵌套函数会如何

      results = []
      for i in range(10):
          for j in range(i):
              results.append((i, j))
      
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      换成 List Comprehension 来实现是这样的:

      results = [(i, j)
                 for i in range(10)
                 for j in range(i)]
      
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      如果你的代码块需要记录一些内部状态

      # finding the max prior to the current item
      a = [3, 4, 6, 2, 1, 9, 0, 7, 5, 8]
      results = []
      current_max = 0
      for i in a:
          current_max = max(i, current_max)
          results.append(current_max)
      
      # results = [3, 4, 6, 6, 6, 9, 9, 9, 9, 9]
      
        8
      • 9

      我们使用 generator 来实现这一点:

      def max_generator(numbers):
          current_max = 0
          for i in numbers:
              current_max = max(i, current_max)
              yield current_max
      
      a = [3, 4, 6, 2, 1, 9, 0, 7, 5, 8]
      results = list(max_generator(a))
      
        8

      读者可能要问 “等等!你在 generator 中用到 for 循环,作弊啊!别急,再看看下面的代码。

      不要自己写,itertools 会帮你实现了。

      这个模块很简单。我相信这个模块在大多数场景中可以替换你原先的 for 循环。例如,最后一个例子可以重写为:

      from itertools import accumulate
      a = [3, 4, 6, 2, 1, 9, 0, 7, 5, 8]
      resutls = list(accumulate(a, max))
      
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      另外,如果要迭代组合序列,则需要使用product(), permutations(), combinations()。

      三、结论

      • 在大多数情况下,您都不需要编写 for 循环。
      • 你应该避免编写 for 循环,这样会有更好的代码可读性。

      好了我的兄弟,今天的分享就到这,给大家推荐一套爬虫视频,涵盖90%常见案例,希望对你有所帮助!

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