开发中常遇到的Python陷阱和注意点
- 高洛峰原创
- 2016-10-17 12:00:31886浏览
最近使用Python的过程中遇到了一些坑，例如用datetime.datetime.now()这个可变对象作为函数的默认参数，模块循环依赖等等。
在此记录一下，方便以后查询和补充。
避免可变对象作为默认参数
在使用函数的过程中，经常会涉及默认参数。在Python中，当使用可变对象作为默认参数的时候，就可能产生非预期的结果。
下面看一个例子：
def append_item(a = 1, b = []):
b.append(a)
print b
append_item(a=1)
append_item(a=3)
append_item(a=5)结果为：
[1] [1, 3] [1, 3, 5]
从结果中可以看到，当后面两次调用append_item函数的时候，函数参数b并没有被初始化为[]，而是保持了前面函数调用的值。
之所以得到这个结果，是因为在Python中，一个函数参数的默认值，仅仅在该函数定义的时候，被初始化一次。
下面看一个例子证明Python的这个特性：
class Test(object):
def __init__(self):
print("Init Test")
def arg_init(a, b = Test()):
print(a)
arg_init(1)
arg_init(3)
arg_init(5)结果为：
Init Test 1 3 5
从这个例子的结果就可以看到，Test类仅仅被实例化了一次，也就是说默认参数跟函数调用次数无关，仅仅在函数定义的时候被初始化一次。
可变默认参数的正确使用
对于可变的默认参数，我们可以使用下面的模式来避免上面的非预期结果：
def append_item(a = 1, b = None):
if b is None:
b = []
b.append(a)
print b
append_item(a=1)
append_item(a=3)
append_item(a=5)结果为：
[1] [3] [5]
Python中的作用域
Python的作用域解析顺序为Local、Enclosing、Global、Built-in，也就是说Python解释器会根据这个顺序解析变量。
看一个简单的例子：
global_var = 0
def outer_func():
outer_var = 1
def inner_func():
inner_var = 2
print "global_var is :", global_var
print "outer_var is :", outer_var
print "inner_var is :", inner_var
inner_func()
outer_func()结果为：
global_var is : 0 outer_var is : 1 inner_var is : 2
在Python中，关于作用域有一点需要注意的是，在一个作用域里面给一个变量赋值的时候，Python会认为这个变量是当前作用域的本地变量。
对于这一点也是比较容易理解的，对于下面代码var_func中给num变量进行了赋值，所以此处的num就是var_func作用域的本地变量。
num = 0
def var_func():
num = 1
print "num is :", num
var_func()问题一
但是，当我们通过下面的方式使用变量的时候，就会产生问题了：
num = 0
def var_func():
print "num is :", num
num = 1
var_func()结果如下:
UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment
之所以产生这个错误，就是因为我们在var_func中给num变量进行了赋值，所以Python解释器会认为num是var_func作用域的本地变量，但是当代码执行到print "num is :", num语句的时候，num还是未定义。
问题二
上面的错误还是比较明显的，还有一种比较隐蔽的错误形式如下：
li = [1, 2, 3]
def foo():
li.append(4)
print li
foo()
def bar():
li +=[5]
print li
bar()代码的结果为：
[1, 2, 3, 4] UnboundLocalError: local variable 'li' referenced before assignment
在foo函数中，根据Python的作用域解析顺序，该函数中使用了全局的li变量；但是在bar函数中，对li变量进行了赋值，所以li会被当作bar作用域中的变量。
对于bar函数的这个问题，可以通过global关键字。
li = [1, 2, 3]
def foo():
li.append(4)
print li
foo()
def bar():
global li
li +=[5]
print li
bar()类属性隐藏
在Python中，有类属性和实例属性。类属性是属于类本身的，被所有的类实例共享。
类属性可以通过类名访问和修改，也可以通过类实例进行访问和修改。但是，当实例定义了跟类同名的属性后，类属性就被隐藏了。
看下面这个例子：
class Student(object):
books = ["Python", "JavaScript", "CSS"]
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
pass
wilber = Student("Wilber", 27)
print "%s is %d years old" %(wilber.name, wilber.age)
print Student.books
print wilber.books
wilber.books = ["HTML", "AngularJS"]
print Student.books
print wilber.books
del wilber.books
print Student.books
print wilber.books代码的结果如下，起初wilber实例可以直接访问类的books属性，但是当实例wilber定义了名称为books的实例属性之后，wilber实例的books属性就“隐藏”了类的books属性；当删除了wilber实例的books属性之后，wilber.books就又对应类的books属性了。
Wilber is 27 years old ['Python', 'JavaScript', 'CSS'] ['Python', 'JavaScript', 'CSS'] ['Python', 'JavaScript', 'CSS'] ['HTML', 'AngularJS'] ['Python', 'JavaScript', 'CSS'] ['Python', 'JavaScript', 'CSS']
当在Python值使用继承的时候，也要注意类属性的隐藏。对于一个类，可以通过类的__dict__属性来查看所有的类属性。
当通过类名来访问一个类属性的时候，会首先查找类的__dict__属性，如果没有找到类属性，就会继续查找父类。但是，如果子类定义了跟父类同名的类属性后，子类的类属性就会隐藏父类的类属性。
看一个例子：
class A(object):
count = 1
class B(A):
pass
class C(A):
pass
print A.count, B.count, C.count
B.count = 2
print A.count, B.count, C.count
A.count = 3
print A.count, B.count, C.count
print B.__dict__
print C.__dict__结果如下，当类B定义了count这个类属性之后，就会隐藏父类的count属性：
1 1 1
1 2 1
3 2 3
{'count': 2, '__module__': '__main__', '__doc__': None}
{'__module__': '__main__', '__doc__': None}tuple是“可变的”
在Python中，tuple是不可变对象，但是这里的不可变指的是tuple这个容器总的元素不可变（确切的说是元素的id），但是元素的值是可以改变的。
tpl = (1, 2, 3, [4, 5, 6]) print id(tpl) print id(tpl[3]) tpl[3].extend([7, 8]) print tpl print id(tpl) print id(tpl[3])
代码结果如下，对于tpl对象，它的每个元素都是不可变的，但是tpl[3]是一个list对象。也就是说，对于这个tpl对象，id(tpl[3])是不可变的，但是tpl[3]确是可变的。
36764576 38639896 (1, 2, 3, [4, 5, 6, 7, 8]) 36764576 38639896
Python的深浅拷贝
在对Python对象进行赋值的操作中，一定要注意对象的深浅拷贝，一不小心就可能踩坑了。
当使用下面的操作的时候，会产生浅拷贝的效果：
使用切片[:]操作
使用工厂函数（如list/dir/set）
使用copy模块中的copy()函数
使用copy模块里面的浅拷贝函数copy()：
import copy
will = ["Will", 28, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
wilber = copy.copy(will)
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]
will[0] = "Wilber"
will[2].append("CSS")
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]
使用copy模块里面的深拷贝函数deepcopy()：
import copy
will = ["Will", 28, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
wilber = copy.deepcopy(will)
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]
will[0] = "Wilber"
will[2].append("CSS")
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]
模块循环依赖
在Python中使用import导入模块的时候，有的时候会产生模块循环依赖，例如下面的例子，module_x模块和module_y模块相互依赖，运行module_y.py的时候就会产生错误。
# module_x.py
import module_y
def inc_count():
module_y.count += 1
print module_y.count
# module_y.py
import module_x
count = 10
def run():
module_x.inc_count()
run()
其实，在编码的过程中就应当避免循环依赖的情况，或者代码重构的过程中消除循环依赖。
当然，上面的问题也是可以解决的，常用的解决办法就是把引用关系搞清楚，让某个模块在真正需要的时候再导入（一般放到函数里面）。
对于上面的例子，就可以把module_x.py修改为如下形式，在函数内部导入module_y：
# module_x.py
def inc_count():
import module_y
module_y.count += 1