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15 个实用的 Python 技巧,助你写出高效简洁的代码

2024年11月07日
阅读时长 2 分钟
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15 个实用的 Python 技巧,助你写出高效简洁的代码

解锁顶级开发者的技巧,让你的 Python 代码更高效、更易维护

刚开始编写 Python 代码时,大家总会写出一堆“还行”的代码,但当代码量上升、问题逐渐增多,代码维护就成了头疼的事。原本清晰的逻辑也被一堆代码片段堆得杂乱无章。今天分享的这些 Python 技巧,不论你编程了几个月还是几年,都可以帮你显著提升代码质量。

让我们开始吧!

1. 用 functools.lru_cache 缓存函数结果

是否重复计算过同样的结果?用缓存可以大幅节省计算时间。Python 提供了 lru_cache 可以帮你记住结果,让你的代码更高效。

# 普通写法
def fibonacci(n):
    if n < 2:
        return n
    return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

# 使用缓存
from functools import lru_cache

@lru_cache
def fibonacci(n):
    if n < 2:
        return n
    return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

缓存后的斐波那契数列就像“打了鸡血”一样快!

2. 文件操作用 Pathlib 替代 os

还在用 os 模块处理文件路径?Pathlib 提供更简洁和跨平台的解决方案。

# 使用 os
import os

path = os.path.join("folder", "file.txt")
if os.path.exists(path):
    os.remove(path)

# 使用 Pathlib
from pathlib import Path

path = Path("folder/file.txt")
if path.exists():
    path.unlink()

专业提示:Pathlib 无缝兼容所有操作系统,代码更易维护。

3. 通过生成器加速代码

处理大量数据时,与其创建完整的列表,不如用生成器,它能节省内存且运行更快。

# 使用列表推导式
squares = [x**2 for x in range(1000000)]

# 使用生成器
squares = (x**2 for x in range(1000000))

4. 用 copyreg 提升复制效率

深复制对象通常耗时耗力,但 copyreg 允许你自定义对象复制方式,使之更加高效。

# 深复制
import copy

my_obj = copy.deepcopy(original_obj)

# 用 copyreg 优化
import copyreg

def pickle_my_class(obj):
    return MyClass, (obj.value1, obj.value2)

copyreg.pickle(MyClass, pickle_my_class)

再也不担心深复制瓶颈了。

5. dataclass 让代码更简洁

dataclass 可以自动生成 __init__ 等常用方法,保持代码清晰整洁。

# 普通写法
class Employee:
    def __init__(self, name, salary):
        self.name = name
        self.salary = salary

# 使用 dataclass
from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Employee:
    name: str
    salary: float

6. 用 anyall 简化多条件判断

冗长的多条件判断?用 anyall 让代码更简洁清晰。

# 普通写法
if (a > 5) and (b < 10) and (c == 20):
    pass

# 简化
if all([a > 5, b < 10, c == 20]):
    pass

7. SimpleNamespace 简化命名空间

快速创建简单的对象,可以用 SimpleNamespace,让代码更清晰。

# 普通写法
class Config:
    def __init__(self, host, port):
        self.host = host
        self.port = port

# 使用 SimpleNamespace
from types import SimpleNamespace

config = SimpleNamespace(host='localhost', port=8080)

8. 避免过度使用 lambda,改用 operator

operator 提供常用函数替代 lambda,减少冗余代码。

# 使用 lambda
numbers = sorted(data, key=lambda x: x['age'])

# 使用 operator
from operator import itemgetter

numbers = sorted(data, key=itemgetter('age'))

9. 用 defaultdict 自动处理缺失键

defaultdict 让你无需检查字典键,节省大量代码。

# 手动检查键
word_count = {}
for word in words:
    if word in word_count:
        word_count[word] += 1
    else:
        word_count[word] = 1

# 使用 defaultdict
from collections import defaultdict

word_count = defaultdict(int)
for word in words:
    word_count[word] += 1

10. 自定义 __repr__ 改善调试体验

默认的 __repr__ 输出可能不直观。自定义 __repr__ 让对象调试更方便。

class Car:
    def __init__(self, model, year):
        self.model = model
        self.year = year
        
    def __repr__(self):
        return f"Car(model={self.model}, year={self.year})"

car = Car("Toyota", 2022)
print(car)  # 输出: Car(model=Toyota, year=2022)

11. 用 Queue 保证线程安全

在多线程环境中,queue 模块可以保证线程安全地处理共享数据。

from queue import Queue
from threading import Thread

q = Queue()

def worker():
    q.put(1)

threads = [Thread(target=worker) for _ in range(5)]
for t in threads:
    t.start()
for t in threads:
    t.join()

results = [q.get() for _ in range(q.qsize())]

12. 使用 Counter 高效计数

Counter 可轻松统计列表中元素的出现次数,比手动计数简洁高效。

from collections import Counter

my_list = [1, 1, 2, 3, 2, 1]
count = Counter(my_list)

13. 用 itertools.chain 合并多个列表

直接连接多个列表,不再需要手动循环。

from itertools import chain

for item in chain(list1, list2):
    yield item

14. 使用 filterfalse 优雅过滤数据

filterfalse 允许你直接过滤出 falsey 值,让代码更简洁。

from itertools import filterfalse

filtered_list = filterfalse(lambda x: x, some_list)

15. 用上下文管理器简化资源管理

上下文管理器(with 语句)适合管理资源。你也可以自定义自己的上下文管理器,简化重复的清理工作。

# 处理文件
with open('data.txt') as file:
    data = file.read()

# 自定义上下文管理器
from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def my_context():
    print("Before")
    yield
    print("After")

with my_context():
    print("Doing something")

这些技巧将帮助你写出更整洁高效的 Python 代码。

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