Python應用——靈活地處理多個變數
- 2020 年 3 月 5 日
- 筆記
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我們都知道Python是一個非常靈活的語言，以至於如果它不是你的第一門語言，你會發現它總能給你各種各樣的驚喜，讓你忍不住驚嘆：woc，還有這種操作。尤其我在系統地學習Python之前是Java後端出身，所以每一階段幾乎都會讓我覺得打開了新世界的大門。今天就和大家介紹一個最基礎，非常好用，但是很多人不知道的操作。
解壓變數
我們都知道，Python允許進行多個變數的賦值操作，比如著名的交換兩個元素，如果是在C++或者Java語言當中，如果不通過函數實現，必須要引入第三個變數，比如：
# swap a, b c = a a = b b = c
我們要交換a和b必須要引入c，這是因為當我們賦值b給a的時候，a原本的值會丟失，所以我們必須要先」快取「下來。但是由於Python支援多變數賦值的操作，所以大可不必引入其他變數就可以完成，所以交換兩個元素在Python當中只有一行就可以搞定：
a, b = b, a
Python的解釋器會直接計算後邊的值然後覆蓋左邊，賦值是同時進行的，所以不需要引入其他變數，而且看起來也非常geek。
除此之外，Python還支援tuple和list的解壓。
舉個例子，假設我們有一個二元數組：[1, 2]，我們希望用兩個變數分別獲取它的第0位和第一位，我們當然可以寫成這樣：
l = [1, 2] a, b = l[0], l[1]
其實並不用這麼麻煩，因為當Python檢測到等號左邊是多個變數，右邊是list或者是tuple之後，會自動執行list和tuple的解壓，將它依次賦值給對應的元素，所以上面的程式碼可以簡化成：
l = [1, 2] a, b = l
那如果l是一個二維數組，我們希望遍歷它呢？同樣可以在循環當中使用：
l = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]] for i, j in l: print(i, j)
即使是在變數的組合當中也可以生效：
a, b, c = 1, 3, (4, 5) print(c)
當我們執行這段程式碼，螢幕上會輸出什麼呢？是會報錯嗎？還是會解壓(4, 5)這個tuple然後將4賦值給c呢？
都不對，輸出的結果是(4, 5)，也就是說Python發現變數數量對不上之後，會自動將tuple當做一個整體進行賦值。不但如此，即使是下面這種情況，Python也能自動識別：
a, b, (c, d), e = 1, 3, (4, 5), 7 print(c, d)
在下面的賦值當中，既有tuple又有普通元素，並且我們的變數也組合成了tuple，這時Python同樣會識別出(4, 5)應該賦值給(c, d)這個整體，也就是說4和5分別賦值給c和d。
預設元素
在有的時候，我們在獲取元素的時候，源數據當中有我們不需要的欄位。雖然Python自動解壓非常方便，但是我們還是要為我們不需要的數據設置變數。在一些情況下這會導致記憶體的浪費，並且這也不符合我們編程的規範，即所有變數都應該派上用場。為了解決這個問題，Python提供預設元素的方法。我們可以使用_來代表一個預設值，_對應的數據不會被存儲下來，只是為了方便我們」湊齊「元素。
舉個例子，還用上面的例子舉例，假設源數據的格式是這樣：1, 3, (4, 5), 7，但是我們只需要中間的元組，我們就可以這樣去接收：
_, _, (c, d), _ = 1, 3, (4, 5), 7
再比如，當我們遍歷dict的時候，有可能我們並不關注dict的key，只希望獲得它的value，這個時候也可以使用預設符號：
a = {} for _, v in a.items(): print(v)
壓縮變數
既然變數可以解壓，那麼自然也可以壓縮。想像一個場景，比如有一批衡量工廠零件的數據，這個數據當中除了零件的尺寸之外還包含了零件的名稱，生產日期和工廠名稱等等其他的屬性。假設我們當下希望解析這份數據，並且將零件的尺寸用數組存儲，這個時候應該怎麼辦呢？
比如，零件的數據的規格長這樣：wheel, factory1, 3, 4, 5, 6, 2020-02-02
Python同樣針對這個問題提供了解決方法，就是變數壓縮符*，針對上面那個問題，我們可以寫成：
data = ['wheel', 'factory1', 3, 4, 5, 6, '2020-02-02'] name, factory, *inch, date = data print(inch)
最後我們列印出來的inch是[3, 4, 5, 6]，也就是說通過使用*，我們成功地將中間表示零件尺寸的數據賦值進了一個數組當中。這個操作非常重要，因為有可能不同零件尺寸的數量是不同的，如果我們自己寫解析的話就很難處理這個問題。而使用Python當中的 *操作符，我們可以很好地解決這個問題。
聯合使用
到這裡，我們介紹了預設符號的用法，介紹了壓縮符號的用法，問題來了，我們能不能將這兩個符號組合使用，獲取數據當中任意個預設值呢？
當然是可以的，還是剛才的問題，假設我們現在不關心零件的尺寸，想要過濾掉它們，我們只要對上面的程式碼稍作改動即可：
data = ['wheel', 'factory1', 3, 4, 5, 6, '2020-02-02'] name, factory, *_, date = data
如此我們就過濾掉了中間若干個尺寸資訊，僅僅保留了頭尾其他的資訊。
其他用途
到這裡還沒結束，不知道大家在看到 * 這個操作符號的時候有沒有什麼聯想，如果稍稍了解過Python的話，應該會想起Python當中，如果我們想讓一個函數接收任何參數的話，我們可以寫成：
def func(*args, **kw): pass
其中args其實代表一個數組，kw代表一個dict，這些我們都是知道的。但是前面的 * 和 ** 呢，又代表什麼呢？
*代表解壓數組，** 自然就代表解壓dict。我們來看個例子：
a = [1, 3, 5]
請問print(a)和print(*a)有什麼區別？如果你試一下就會發現，直接列印a，出來的結果是[1, 3, 5]，如果你列印 *a，得到的結果是1, 3, 5。也就是說前者是將a當成一個數組輸出，是一個變數，後者則是將a解壓了，當成了3個變數輸出。那麼同樣的道理，**kw，也是將作為dict的kw解壓，以key: value的形式展開。不過如果你直接調用 **kw會得到一個報錯，這個操作只能在函數傳遞參數的時候使用。
所以到這裡，我們就明白了，*args和**kw為什麼能夠代表所有參數了。因為前者代表了直接傳遞的必選參數，後者呢，代表提供了默認值的默認參數。這也是為什麼Python限定了默認參數必須放在必選參數後面的原因，一方面是為了消除歧義，另一方面也是為了能夠用*args, **kw來統一表示。
今天的內容雖然簡單，但是在實際程式碼當中經常用到，用得好的話可以大大簡化我們coding的難度以及程式碼的美觀程度，因此如果對Python感興趣的同學，非常推薦一學。
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參考資料 Python cookbook 第三版 維基百科
