Aug-05 post

Author: Starslayerx

content/posts/python-tricks.md

@@ -0,0 +1,228 @@
++++
+date = '2025-08-05T10:30:00+08:00'
+draft = false
+title = 'Python Tricks'
++++
+
+### 1. The Self-Replicating Trick
+将一个含有空列表的列表乘5, 得到有5个空列表的列表
+```python
+x = [[]] * 5
+x
+```
+> [[], [], [], [], []]
+
+当使用`.append("x")`方法时, 所有列表都被修改
+```python
+x[0].append("x")
+x
+```
+> [["x"], ["x"], ["x"], ["x"], ["x"]]
+
+打印其 id 可以看到, id 都相同
+```python
+for item in x:
+    print(id(item))
+```
+> 4417579584
+> 4417579584
+> 4417579584
+> 4417579584
+> 4417579584
+
+或者使用`set()`发现 id 唯一
+```python
+set(id(item) for item in x)
+```
+> {4417579584}
+
+也就是说, 当使用乘法的时候, 创建了5个内部列表的引用副本
+
+使用反汇编发现, 只创建了两个列表, 并执行乘5
+```python
+dis.dis("[[]] * 5")
+
+0           0 RESUME                   0     # 用于支持解释器恢复 (py3.11)
+
+1           2 BUILD_LIST               0     # 构造一个空列表[], 压栈
+            4 BUILD_LIST               1     # 从栈顶取一个对象, 构造列表[[]]
+            6 LOAD_CONST               0 (5) # 加载常量 5
+            8 BINARY_OP                5 (*) # 对栈顶两个元素执行乘法
+           12 RETURN_VALUE                   # 返回栈顶结果
+```
+
+#### The alternative
+如果要构造独立列表, 应改用列表推导式
+
+```python
+x = [[] for _ in range(5)]
+x
+```
+> [[], [], [], [], []]
+
+```python
+for item in x:
+    print(id(item))
+```
+> 4587832384
+> 4587818752
+> 4587831168
+> 4587839168
+> 4587809152
+
+```python
+set(id(item) for item in x)
+```
+> {4587809152, 4587818752, 4587831168, 4587832384, 4587839168}
+
+
+### 2. The Teleportation Trick
+```python
+def add_to_shopping_list(item, shopping_list=[]):
+    shopping_list.append(item)
+    return shopping_list
+```
+上面函数为一个空列表中添加一个 item, 期望每次创建一个新的空列表, 并添加一个item
+
+```python
+groceries = add_to_shopping_list("Bread")
+groceries
+```
+> ['Bread']
+
+
+```python
+books = add_to_shopping_list("A Brief History of Time")
+books
+```
+> ['Bread', 'A Brief History of Time']
+
+然而, 'Bread' 被传送到 books 里面去了
+
+下面不使用默认参数, 测试一下函数
+```python
+cakes = []
+cakes = add_to_shopping_list("Chorolate Cake", cakes)
+cakes
+```
+> ['Chorolate Cake']
+
+```python
+tools = []
+tools = add_to_shopping_list("Snapper", tools)
+tools
+```
+> ['Snapper']
+
+当传入一个存在的列表时, 没有发生传送行为
+
+回到函数定义: 默认参数的列表, 在函数定义的时候已经被创建了, 因此每次使用该函数而不传入列表参数的时候, 默认列表`shopping_list`就会被使用, 且 list 是一个可变类型, 因此每次会修改这个列表
+
+使用下面方法, 每次打印出使用列表的 id, 会发现不传入列表参数时的 id 都相同
+```python
+def add_to_shopping_list(item, shopping_list=[]):
+    print(id(shopping_list))
+    shopping_list.append(item)
+    return shopping_list
+```
+
+#### The alternative
+这个 bug 在使用可变类型(mutable)作为默认参数的时候都会发生, 应该避免可变数据类型作为默认参数
+
+如果想要默认值参数, 可以考虑使用 None 作为参数默认值
+```python
+def add_to_shopping_list(item, shopping_list=None):
+    if shopping_list is None:
+        shopping_list = []
+    shopping_list.append(item)
+    return shopping_list
+```
+
+
+### The Vanishing Trick
+下面是最后一个 trick
+```python
+doubles = (number * 2 for number in range(10))
+
+4 in doubles
+# True
+
+4 in doubles
+# False
+```
+上面结果看起来很矛盾, 4 怎么一会儿在 doubles 中, 一会儿又不再 doubles 中?
+
+再来看一个例子
+```python
+another_doubles = [number * 2 for number in range(10)]
+
+4 in another_doubles
+# True
+
+4 in another_doubles
+# True
+```
+上面这个例子中, 就都是 True
+
+问题出在, 当使用括号()创建 doubles 的时候, 并不是创建了元组 tuple, 而是一个生成器 generator
+```python
+doubles = (number ** 2 for number in range(10))
+doubles
+```
+> <generator object <genexpr> at 0x111718e10>
+
+生成器并不会包含所有的值, 而是在使用的时候生成每个值  
+例如, 调用 next() 会返回下一个值
+```python
+next(doubles)
+# 0
+
+next(doubles)
+# 1
+
+next(doubles)
+# 2
+
+next(doubles)
+# 4
+
+...
+
+next(doubles)
+# 18
+
+next(doubles)
+```
+> ---------------------------------------------------------------------------
+> StopIteration                             Traceback (most recent call last)
+
+生成器是一次型的数据结构, 当生成下一个数据的时候, 之前的数据不会被保存, 也就是只能遍历数据一次
+
+一但遍历完成, 就会报`StopIteration`的错误, 所以当运行`4 in doubles`的时候, 先得到0, 为 False, 生成器会继续遍历下一个, 直到得到4, 当再次调用的时候, 下一个返回6, 直到遍历结束也无法得到到4
+
+同样的行为在迭代器 iterator 上也一样
+```python
+numbers = [2, 4, 6, 8]
+numbers_rev = reversed(numbers)
+numbers_rev
+# <list_reverseiterator object at 0x......>
+
+4 in numbers_rev
+# True
+
+4 in numbers_rev
+# False
+```
+
+#### The alternative
+如果使用生成器, 要知道只能遍历每个元素一次, 如果要获得一个有所有元素的数据结构, 应该使用元素 tuple 或列表 list
+```python
+doubles = (number * 2 for number in range(10)) # generator
+more_doubles = tuple(number * 2 for number in range(10)) # tuple
+
+4 in more_doubles
+# True
+
+4 in more_doubles
+# True
+```