Python. К вершинам мастерства
Покупка
Издательство:
ДМК Пресс
Автор:
Рамальо Лусиану
Перевод:
Слинкин Алексей Александрович
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 768
Дополнительно
Вид издания:
Практическое пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-97060-384-0
Артикул: 712465.01.99
Доступ онлайн
999 ₽
В корзину
Язык Python настолько прост, что научиться продуктивно писать на нем программы можно быстро, но зачастую вы при этом используете не все имеющиеся в нем возможности. Данная книга покажет, как создавать эффективный идиоматичный код на Python, задействуя его лучшие - и иногда несправедливо игнорируемые - черты. Автор, Лучано Рамальо, рассказывает о базовых средствах и библиотеках Python и демонстрирует, как сделать код одновременно короче, быстрее и понятнее. Многие опытные программисты стараются подогнать Python под приемы, знакомые им по работе с другими языками. Эта книга покажет, как достичь истинного профессионализма в программировании на Python 3.
Издание предназначено для программистов, уже работающих на Python, но также может быть полезно и начинающим пользователям языка.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 09.03.01: Информатика и вычислительная техника
- 09.03.02: Информационные системы и технологии
- 09.03.03: Прикладная информатика
- 09.03.04: Программная инженерия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Лучано Рамальо Python. К вершинам мастерства
Fluent Python Luciano Ramalho Beijing • Cambridge • Farnham • Köln • Sebastopol • Tokyo
Москва, 2016 Python. К вершинам мастерства Лучано Рамальо
УДК 004.438Python:004.6
ББК 32.973.22
Р21
Р21 Лучано Рамальо
Python. К вершинам мастерства / Пер. с англ. Слинкин А. А. – М.: ДМК
Пресс, 2016. – 768 с.: ил.
ISBN 978-5-97060-384-0
Язык Python настолько прост, что научиться продуктивно писать на нем
программы можно быстро, но зачастую вы при этом используете не все
имеющиеся в нем возможности. Данная книга покажет, как создавать эффективный идиоматичный код на Python, задействуя его лучшие – и иногда
несправедливо игнорируемые – черты. Автор, Лучано Рамальо, рассказывает
о базовых средствах и библиотеках Python и демонстрирует, как сделать код
одновременно короче, быстрее и понятнее. Многие опытные программисты
стараются подогнать Python под приемы, знакомые им по работе с другими
языками. Эта книга покажет, как достичь истинного профессионализма в
программировании на Python 3.
Издание предназначено для программистов, уже работающих на Python,
но также может быть полезно и начинающим пользователям языка.
УДК 004.438Python:004.6
ББК 32.973.22
Original English language edition published by O'Reilly Media, Inc., 1005 Gravenstein
Highway North, Sebastopol, CA 95472. Copyright © 2015 O'Reilly Media, Inc. Russianlanguage edition copyright © 2015 by DMK Press. All rights reserved.
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена
в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного
разрешения владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку
вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи
с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с
использованием книги.
ISBN 978-1-491-94600-8 (англ.) © Luciano Gama de Sousa Ramalho, 2015.
ISBN 978-5-97060-384-0 (рус.) © Оформление, перевод на русский язык,
издание, ДМК Пресс, 2016
Para Marta, com todo o meu amor.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие..................................................................17 На кого рассчитана эта книга ....................................................................... 18 На кого эта книга не рассчитана ................................................................... 18 Как организована эта книга .......................................................................... 18 Практикум .................................................................................................... 20 Как производился хронометраж ................................................................... 21 Поговорим: мое личное мнение ................................................................... 21 Терминология Python ................................................................................... 22 Использованная версия Python .................................................................... 22 Графические выделения .............................................................................. 22 О примерах кода .......................................................................................... 23 Как с нами связаться .................................................................................... 23 Благодарности ............................................................................................. 24 ЧАСТЬ.I..Пролог...............................................................27 Глава.1..Модель.данных.в.языке.Python...............................28 Колода карт на Python ........................................................................... 29 Как используются специальные методы ............................................... 33 Эмуляция числовых типов ..................................................................... 33 Строковое представление .................................................................... 35 Арифметические операторы ................................................................. 36 Булево значение пользовательского типа ............................................. 37 Сводка специальных методов ............................................................... 37 Почему len – не метод ........................................................................... 39 Резюме ................................................................................................. 40 Дополнительная литература ................................................................. 40 ЧАСТЬ.II..Структуры.данных...............................................43 Глава.2..Массив.последовательностей................................44 Общие сведения о встроенных последовательностях ........................... 45 Списковое включение и генераторные выражения................................ 46 Списковое включение и удобочитаемость .................................................... 46 Сравнение спискового включения с map и filter ............................................ 48 Декартовы произведения ............................................................................. 49
Оглавление Генераторные выражения ............................................................................. 50 Кортеж – не просто неизменяемый список ........................................... 52 Кортежи как записи ...................................................................................... 52 Распаковка кортежа ..................................................................................... 53 Использование * для выборки лишних элементов ................................. 54 Распаковка вложенного кортежа .................................................................. 55 Именованные кортежи ................................................................................. 56 Кортежи как неизменяемые списки .............................................................. 57 Получение среза ................................................................................... 59 Почему в срезы и диапазоны не включается последний элемент .................. 59 Объекты среза ............................................................................................. 59 Многомерные срезы и многоточие ............................................................... 61 Присваивание срезу .................................................................................... 61 Использование + и * для последовательностей .................................... 62 Построение списка списков ......................................................................... 63 Составное присваивание последовательностей ................................... 64 Головоломка: присваивание A += ................................................................. 66 Метод list.sort и встроенная функция sorted ......................................... 68 Средства работы с упорядоченными последовательностями в модуле bisect ..................................................................................... 70 Поиск средствами bisect .............................................................................. 70 Вставка с помощью функции bisect.insort ..................................................... 73 Когда список не подходит ..................................................................... 74 Массивы ...................................................................................................... 74 Представления областей памяти.................................................................. 78 Библиотеки NumPy и SciPy ........................................................................... 79 Двусторонние и другие очереди ................................................................... 81 Резюме ................................................................................................. 85 Дополнительная литература ................................................................. 86 Глава.3..Словари.и.множества...........................................91 Общие типы отображений .................................................................... 91 Словарное включение ........................................................................... 94 Обзор наиболее употребительных методов отображений ..................... 94 Обработка отсутствия ключей с помощью setdefault ..................................... 97 Отображения с гибким поиском по ключу ............................................. 99 defaultdict: еще один подход к обработке отсутствия ключа .......................... 99 Метод __missing__ .......................................................................................101 Вариации на тему dict ......................................................................... 103 Создание подкласса UserDict ............................................................. 105 Неизменяемые отображения .............................................................. 106 Теория множеств ................................................................................ 108 Литеральные множества .............................................................................109 Множественное включение .........................................................................111
Оглавление Операции над множествами ........................................................................111 Под капотом dict и set ......................................................................... 114 Экспериментальная демонстрация производительности ............................115 Хэш-таблицы в словарях .............................................................................117 Практические последствия механизма работы dict ..................................................................................................120 Как работают множества – практические следствия ....................................123 Резюме ............................................................................................... 123 Дополнительная литература ............................................................... 124 Поговорим .......................................................................................... 124 Глава.4..Текст.и.байты....................................................126 О символах и не только ....................................................................... 127 Все, что нужно знать о байтах ............................................................. 128 Структуры и представления областей памяти .............................................131 Базовые кодировщики и декодировщики ............................................ 132 Проблемы кодирования и декодирования ........................................... 134 Обработка UnicodeEncodeError ...................................................................134 Обработка UnicodeDecodeError ...................................................................135 Исключение SyntaxError при загрузке модулей и неожиданной кодировкой .................................................................................................136 Как определить кодировку последовательности байтов ..............................138 BOM: полезный крокозябр ..........................................................................139 Обработка текстовых файлов .............................................................. 140 Кодировки по умолчанию: сумасшедший дом .............................................143 Нормализация Unicode для правильного сравнения ........................... 146 Сворачивание регистра ..............................................................................149 Служебные функции для сравнения нормализованного текста ....................150 Экстремальная «нормализация»: удаление диакритических знаков ............151 Сортировка Unicode-текстов .............................................................. 154 Сортировка с помощью алгоритма упорядочивания Unicode .......................156 База данных Unicode ........................................................................... 157 Двухрежимный API .............................................................................. 159 str и bytes в регулярных выражениях ...........................................................159 str и bytes в функциях из модуля os ..............................................................160 Резюме ............................................................................................... 162 Дополнительная литература ............................................................... 164 Поговорим .......................................................................................... 166 ЧАСТЬ.III..Функции.как.объекты........................................169 Глава.5..Полноправные.функции......................................170 Обращение с функцией как с объектом ............................................... 171 Функции высшего порядка .................................................................. 172 Современные альтернативы функциям map, filter и reduce ..........................173
Оглавление Анонимные функции ........................................................................... 175 Семь видов вызываемых объектов ...................................................... 176 Пользовательские вызываемые типы .................................................. 177 Интроспекция функций ....................................................................... 178 От позиционных к чисто именованным параметрам ............................ 180 Получение информации о параметрах ................................................ 182 Аннотации функций ............................................................................ 186 Пакеты для функционального программирования .............................. 188 Модуль operator ..........................................................................................188 Фиксация аргументов с помощью functools.partial .......................................191 Резюме ............................................................................................... 193 Дополнительная литература ............................................................... 194 Поговорим .......................................................................................... 195 Глава.6..Реализация.паттернов.проектирования.с.помощью. полноправных.функций..................................................198 Практический пример: переработка паттерна Стратегия .................... 199 Классическая Стратегия .............................................................................199 Функционально-ориентированная стратегия ...................................... 203 Выбор наилучшей стратегии: простой подход .............................................206 Поиск стратегий в модуле ...........................................................................207 Паттерн Команда ................................................................................ 208 Резюме ............................................................................................... 210 Дополнительная литература ............................................................... 211 Поговорим .......................................................................................... 212 Глава.7..Декораторы.функций.и.замыкания........................214 Краткое введение в декораторы ......................................................... 215 Когда Python выполняет декораторы ................................................... 216 Паттерн Стратегия, дополненный декоратором .................................. 218 Правила видимости переменных ........................................................ 219 Замыкания .......................................................................................... 222 Объявление nonlocal ........................................................................... 225 Реализация простого декоратора ....................................................... 227 Как это работает .........................................................................................228 Декораторы в стандартной библиотеке .............................................. 230 Кэширование с помощью functools.lru_cache ..............................................230 Одиночная диспетчеризация и обобщенные функции .................................233 Композиции декораторов ................................................................... 236 Параметризованные декораторы ........................................................ 236 Параметризованный регистрационный декоратор ......................................237 Параметризованный декоратор clock ..........................................................239
Оглавление Резюме ............................................................................................... 242 Дополнительная литература ............................................................... 242 Поговорим .......................................................................................... 243 ЧАСТЬ.IV..Объектно-ориентированные.идиомы..................247 Глава.8..Ссылки.на.объекты,.изменяемость.и.повторное. использование..............................................................248 Переменные – не ящики ..................................................................... 249 Тождественность, равенство и синонимы ........................................... 250 Выбор между == и is ....................................................................................252 Относительная неизменяемость кортежей ..................................................253 По умолчанию копирование поверхностное ........................................ 254 Глубокое и поверхностное копирование произвольных объектов ................256 Параметры функций как ссылки .......................................................... 258 Значения по умолчанию изменяемого типа: неудачная мысль .....................259 Защитное программирование при наличии изменяемых параметров .........261 del и сборка мусора ............................................................................ 263 Слабые ссылки ................................................................................... 265 Коллекция WeakValueDictionary ...................................................................266 Ограничения слабых ссылок........................................................................268 Как Python хитрит с неизменяемыми объектами ................................. 269 Резюме ............................................................................................... 270 Дополнительная литература ............................................................... 271 Поговорим .......................................................................................... 272 Глава.9..Объект.в.духе.Python..........................................276 Представления объекта ...................................................................... 277 И снова класс вектора ........................................................................ 277 Альтернативный конструктор .............................................................. 280 Декораторы classmethod и staticmethod .............................................. 281 Форматирование при выводе ............................................................. 282 Хэшируемый класс Vector2d ............................................................... 286 Закрытые и «защищенные» атрибуты в Python .................................... 291 Экономия памяти с помощью атрибута класса __slots__ ...................... 293 Проблемы при использовании __slots__ ......................................................296 Переопределение атрибутов класса ................................................... 296 Резюме ............................................................................................... 299 Дополнительная литература ............................................................... 300 Поговорим .......................................................................................... 301 Глава.10..Рубим,.перемешиваем.и.нарезаем. последовательности......................................................305
Оглавление Vector: пользовательский тип последовательности ............................. 306 Vector, попытка № 1: совместимость с Vector2d .................................. 306 Протоколы и динамическая типизация ................................................ 309 Vector, попытка № 2: последовательность, допускающая срезку ......... 310 Как работает срезка ....................................................................................311 Метод __getitem__ с учетом срезов .............................................................313 Vector, попытка № 3: доступ к динамическим атрибутам ..................... 315 Vector, попытка № 4: хэширование и ускорение оператора == ............. 319 Vector, попытка № 5: форматирование ................................................................................ 324 Резюме ............................................................................................... 331 Дополнительная литература ............................................................... 332 Поговорим .......................................................................................... 333 Глава.11..Интерфейсы:.от.протоколов.до.абстрактных. базовых.классов............................................................338 Интерфейсы и протоколы в культуре Python ........................................ 339 Python в поисках следов последовательностей ................................... 341 Партизанское латание как средство реализации протокола во время выполнения. ......................................................................... 343 Алекс Мартелли о водоплавающих ..................................................... 345 Создание подкласса ABC .................................................................... 350 ABC в стандартной библиотеке ........................................................... 352 ABC в модуле collections.abc .......................................................................352 Числовая башня ABC ...................................................................................354 Определение и использование ABC .................................................... 355 Синтаксические детали ABC........................................................................359 Создание подклассов ABC Tombola .............................................................360 Виртуальный подкласс Tombola ..................................................................363 Как тестировались подклассы Tombola ............................................... 365 Использование метода register на практике ........................................ 368 Гуси могут вести себя как утки ............................................................ 369 Резюме ............................................................................................... 371 Дополнительная литература ............................................................... 373 Поговорим .......................................................................................... 374 Глава.12..Наследование:.хорошо.или.плохо.......................380 Сложности наследования встроенным типам ..................................... 380 Множественное наследование и порядок разрешения методов ......... 384 Множественное наследование в реальном мире ................................ 388 Жизнь с множественным наследованием ........................................... 391 Tkinter: хороший, плохой, злой ....................................................................393
Оглавление Современный пример: примеси в обобщенных представлениях Django ................................................................................................ 395 Резюме ............................................................................................... 398 Дополнительная литература ............................................................... 399 Поговорим .......................................................................................... 400 Глава.13..Перегрузка.операторов:.как.правильно?..............403 Основы перегрузки операторов .......................................................... 404 Унарные операторы ............................................................................ 404 Перегрузка оператора сложения векторов + ....................................... 407 Перегрузка оператора умножения на скаляр * .................................... 412 Операторы сравнения ........................................................................ 416 Операторы составного присваивания ................................................. 420 Резюме ............................................................................................... 425 Дополнительная литература ............................................................... 426 Поговорим .......................................................................................... 427 ЧАСТЬ.V..Поток.управления.............................................431 Глава.14..Итерируемые.объекты,.итераторы.и.генераторы...432 Класс Sentence, попытка № 1: последовательность слов .................... 433 Почему последовательности итерируемы: функция iter ...............................435 Итерируемые объекты и итераторы .................................................... 436 Класс Sentence, попытка № 2: классический вариант ......................... 440 Почему идея сделать Sentence итератором плоха .......................................442 Класс Sentence, попытка № 3: генераторная функция ......................... 443 Как работает генераторная функция ...........................................................444 Класс Sentence, попытка № 4: ленивая реализация ............................ 447 Класс Sentence, попытка № 5: генераторное выражение .................... 448 Генераторные выражения: когда использовать ................................... 450 Другой пример: генератор арифметической прогрессии .................... 451 Построение арифметической прогрессии с помощью itertools ....................453 Генераторные функции в стандартной библиотеке .............................. 454 yield from – новая конструкция в Python 3.3 ......................................... 465 Функции редуцирования итерируемого объекта ................................. 466 Более пристальный взгляд на функцию iter ......................................... 468 Пример: генераторы в утилите преобразования базы данных ............. 469 Генераторы как сопрограммы ............................................................. 471 Резюме ............................................................................................... 472 Дополнительная литература ............................................................... 472 Поговорим .......................................................................................... 473
Оглавление Глава.15..Контекстные.менеджеры.и.блоки.else..................479 Делай то, потом это: блоки else вне if .................................................. 480 Контекстные менеджеры и блоки with ................................................. 482 Утилиты contextlib ............................................................................... 486 Использование @contextmanager ....................................................... 487 Резюме ............................................................................................... 490 Дополнительная литература ............................................................... 491 Поговорим .......................................................................................... 492 Глава.16..Сопрограммы..................................................494 Эволюция: от генераторов к сопрограммам ....................................... 495 Базовое поведение генератора, используемого в качестве сопрограммы ...................................................................................... 496 Пример: сопрограмма для вычисления накопительного среднего ...... 499 Декораторы для инициализации сопрограмм ..................................... 501 Завершение сопрограммы и обработка исключений .......................... 502 Возврат значения из сопрограммы ..................................................... 506 Использование yield from .................................................................... 508 Семантика yield from ........................................................................... 514 Пример: применение сопрограмм для моделирования дискретных событий .............................................................................................. 520 О моделировании дискретных событий .......................................................521 Моделирование работы таксопарка ............................................................522 Резюме ............................................................................................... 529 Дополнительная литература ............................................................... 531 Поговорим .......................................................................................... 533 Глава.17..Параллелизм.и.будущие.объекты........................536 Пример: три способа загрузки из веба................................................ 536 Скрипт последовательной загрузки ............................................................538 Загрузка с применением библиотеки concurrent.futures ..............................540 Где находятся будущие объекты? ................................................................542 Блокирующий ввод-вывод и GIL .......................................................... 545 Запуск процессов с помощью concurrent.futures ................................. 546 Эксперименты с Executor.map ............................................................. 548 Загрузка с индикацией хода выполнения и обработкой ошибок .......... 551 Обработка ошибок во flags2-примерах ........................................................556 Использование futures.as_completed ...........................................................558 Альтернативы: многопоточная и многопроцессная обработка ............ 561 Резюме ............................................................................................... 561 Дополнительная литература ............................................................... 562 Поговорим .......................................................................................... 564
Оглавление Глава.18..Применение.пакета.asyncio.для.организации. конкурентной.работы.....................................................567 Сравнение потока и сопрограммы ...................................................... 569 asyncio.Future: не блокирует умышленно .....................................................575 Yield from из будущих объектов, задач и сопрограмм ...................................576 Загрузка с применением asyncio и aiohttp ........................................... 578 Объезд блокирующих вызовов ............................................................ 582 Улучшение скрипта загрузки на основе asyncio ................................... 585 Использование asyncio.as_completed ..........................................................585 Использование исполнителя для предотвращения блокировки цикла обработки событий............................................................................591 От обратных вызовов к будущим объектам и сопрограммам ............... 592 Выполнение нескольких запросов для каждой операции загрузки ..............595 Разработка серверов с помощью пакета asyncio ................................. 597 TCP-сервер на основе asyncio .....................................................................598 Веб-сервер на основе библиотеки aiohttp ...................................................602 Повышение степени параллелизма за счет более интеллектуальных клиентов .....................................................................................................606 Резюме ............................................................................................... 607 Дополнительная литература ............................................................... 608 Поговорим .......................................................................................... 610 ЧАСТЬ.VI..Метапрограммирование...................................613 Глава.19..Динамические.атрибуты.и.свойства....................614 Применение динамических атрибутов для обработки данных ............. 615 Исследование JSON-подобных данных с динамическими атрибутами ........617 Проблема недопустимого имени атрибута ..................................................620 Гибкое создание объектов с помощью метода __new__ ...............................622 Изменение структуры набора данных OSCON с помощью модуля shelve .....624 Выборка связанных записей с помощью свойств ........................................627 Использование свойств для контроля атрибутов ................................ 633 LineItem, попытка № 1: класс строки заказа .................................................633 LineItem, попытка № 2: контролирующее свойство ......................................634 Правильный взгляд на свойства .......................................................... 636 Свойства переопределяют атрибуты экземпляра ........................................637 Документирование свойств .........................................................................639 Программирование фабрики свойств ................................................. 640 Удаление атрибутов ............................................................................ 643 Важные атрибуты и функции для работы с атрибутами ....................... 644 Специальные атрибуты, влияющие на обработку атрибутов ........................645 Встроенные функции для работы с атрибутами ...........................................645 Специальные методы для работы с атрибутами ..........................................646 Резюме ............................................................................................... 648
Оглавление Дополнительная литература ............................................................... 648 Поговорим .......................................................................................... 649 Глава.20..Дескрипторы.атрибутов....................................653 Пример дескриптора: проверка значений атрибутов .......................... 653 LineItem попытка № 3: простой дескриптор .................................................654 LineItem попытка № 4: автоматическая генерация имен атрибутов хранения .....................................................................................................659 LineItem попытка № 5: новый тип дескриптора ............................................665 Переопределяющие и непереопределяющие дескрипторы ................ 668 Переопределяющий дескриптор .................................................................669 Переопределяющий дескриптор без __get__ ...............................................670 Непереопределяющий дескриптор .............................................................671 Перезаписывание дескриптора в классе .....................................................673 Методы являются дескрипторами ...................................................... 673 Советы по использованию дескрипторов ............................................ 676 Строка документации дескриптора и перехват удаления .................... 677 Резюме ............................................................................................... 678 Дополнительная литература ............................................................... 679 Поговорим .......................................................................................... 680 Глава.21..Метапрограммирование.классов........................682 Фабрика классов ................................................................................ 683 Декоратор класса для настройки дескрипторов .................................. 686 Что когда происходит: этап импорта и этап выполнения ..................... 688 Демонстрация работы интерпретатора .......................................................689 Основы метаклассов........................................................................... 693 Демонстрация работы метакласса ..............................................................695 Метакласс для настройки дескрипторов ............................................. 699 Специальный метод метакласса __prepare__ ......................................................................................... 701 Классы как объекты ............................................................................ 703 Резюме ............................................................................................... 704 Дополнительная литература ............................................................... 705 Поговорим .......................................................................................... 707 Послесловие................................................................709 Дополнительная литература ............................................................... 710 Приложение.А. Основы.языка.Python................................713 Глава 3: тест производительности оператора in .................................. 713 Глава 3: сравнение битовых представлений хэшей ............................. 715 Глава 9. Потребление оперативной памяти при наличии и отсутствии __slots__ ......................................................................... 716
Оглавление Глава 14: скрипт преобразования базы данных isis2json.py ................. 717 Глава 16: моделирование дискретных событий таксопарка ................. 722 Глава 17: примеры, относящиеся к криптографии ............................... 726 Глава 17: примеры HTTP-клиентов из серии flags2 .............................. 729 Глава 19: скрипты и тесты для обработки набора данных OSCON ........ 734 Терминология.Python.....................................................739 Предметный.указатель...................................................754
ПРЕДИСЛОВИЕ План такой: если кто-то пользуется средством, которое вы не понимаете, просто пристрелите его. Это проще, чем учить что-то новое, и очень скоро в мире останутся только кодировщики, которые используют только всем понятное крохотное подмножество Python 0.9.6 <смешок>.1 – Тим Питерс, легендарный рараочдра аор орна оучерараочдра аор орна оучедра аор орна оученй «The Zen of Python» «Python – простой для изучения и мощный язык программирования». Это первые слова в официальном «Пособии по Python» (https://docs.python.org/3/ tutorial/). И это правда, но не вся правда: поскольку язык так просто выучить и начать применять на деле, многие практикующие программисты используют лишь малую часть его обширных возможностей. Опытный программист может написать полезный код на Python уже через не сколько часов изучения. Но вот проходят недели, месяцы – и многие разработчики так и продолжают писать на Python код, в котором отчетливо видно влияние языPython код, в котором отчетливо видно влияние язы код, в котором отчетливо видно влияние язы ков, которые они учили раньше. И даже если Python – ваш первый язык, все равно авторы академических и вводных учебников зачастую излагают его, тщательно избегая особенностей, характерных только для этого языка. Будучи преподавателем, который знакомит с Python программистов, знающих другие языки, я нередко сталкиваюсь еще с одной проблемой, которую пытаюсь решить в этой книге: нас интересует только то, о чем мы уже знаем. Любой программист, знакомый с каким-то другим языком, догадывается, что Python поддерживает регулярные выражения, и начинает смотреть, что про них написано в документации. Но если вы никогда раньше не слыхали о распаковке кортежей или о дескрипторах, то, скорее всего, и искать сведения о них не станете, а в результате не будете использовать эти средства лишь потому, что они специфичны для Python. Эта книга не является полным справочным руководством по Python. Упор в ней сделан на языковые средства, которые либо уникальны для Python, либо отсутствуют во многих других популярных языках. Кроме того, в книге рассматривается в основном ядро языка и немногие библиотеки. Я редко упоминаю о пакебиблиотеки. Я редко упоминаю о пакеи. Я редко упоминаю о паке 1 Сообщение в группе Usenet comp.lang.python от 23 декабря 2002: «Acrimony in c.l.p.» (https://mail. python.org/pipermail/pythonlist/2002December/147293.html).
Предисловие тах, не включенных в стандартную библиотеку, хотя нынче количество пакетов для Python уже перевалило за 60 000, и многие из них исключительно полезны. На кого рассчитана эта книга Эта книга написана для практикующих программистов на Python, которые хо тят усовершенствоваться в Python 3. Если вы уже знакомы с Python и хотели бы перейти на версию Python 3.4 или старше, эта книга для вас. Когда я писал ее, большинство профессиональных программистов работали с Python 2, поэтому я специально выделял особенности Python 3, которые для этой аудитории могли оказаться внове. Однако поскольку книга посвящена, главным образом, тому, как получить мак симум от Python 3.4, я не останавливаюсь на исправлениях, которые нужно внести в старый код, чтобы он продолжал работать. Большинство примеров будут работать в Python 2.7 с минимальными изменениями или вообще без оных, но иногда обратный перенос требует значительных усилий. И все же я полагаю, что эта книга может быть полезна и тем, кто вынужден продолжать писать на Python 2.7, поскольку базовые концепции остались теми же самыми. Python 3 – не новый язык, и большинство различий можно изучить за полдня. Желающие узнать, что нового появилось в Python 3.0, могут начать со страницы https://docs.python.org/3.0/whatsnew/3.0.html. Разумеется, с момента выхода версии 3.0 в 2009 году Python не стоял на месте, но все последующие изменения не так существенны, как внесенные в 3.0. Если вы не уверены в том, достаточно ли хорошо знаете Python, чтобы чи тать эту книгу, загляните в оглавление официального «Пособия по Python» (https://docs.python.org/3/tutorial/). Темы, рассмотренные в пособии, в этой книге не затрагиваются, за исключением некоторых новых средств, появившихся в Python 3. На кого эта книга не рассчитана Если вы только начинаете изучать Python, это книга покажется вам сложнова той. Более того, если вы откроете ее на слишком раннем этапе путешествия в мир Python, то может сложиться впечатление, будто в каждом Python-скрипте следует использовать специальные методы и приемы метапрограммирования. Преждевременное абстрагирование ничем не лучше преждевременной оптимизации. Как организована эта книга Читатели, на которых рассчитана эта книги, без труда смогут начать чтение с любой главы. Но каждая из шести частей образует книгу в книге. Я предполагал, что главы, составляющие одну часть, будут читаться по порядку. Я старался сначала рассказывать о том, что уже есть, а лишь затем – о том, как создавать что-то свое. Например, в главе 2 из части II рассматриваются готовые типы последовательностей, в том числе не слишком хорошо известные, например
Предисловие collections.deque. О создании пользовательских последовательностей речь пойдет только в части IV, где мы также узнаем об использовании абстрактных базовых классов (abstract base classes – ABC) из модуля collections.abc. Создание собственного ABC обсуждается еще позже, поскольку я считаю, что сначала нужно освоиться с использованием ABC, а уж потом писать свои. У такого подхода несколько достоинств. Прежде всего, зная, что есть в вашем распоряжении, вы не станете заново изобретать велосипед. Мы пользуемся готовыми классами коллекций чаще, чем реализуем собственные, и можем уделить больше внимания нетривиальным способам работы с имеющимися средствами, отложив на потом разговор о разработке новых. И мы скорее унаследуем существующему абстрактному базовому классу, чем будем создавать новый с нуля. Наконец, я полагаю, что понять абстракцию проще после того, как видел ее в действии. Недостаток же такой стратегии в том, что главы изобилуют ссылками на более поздние материалы. Надеюсь, узнав, почему я выбрал такой путь, вам будет проще с этим смириться. Ниже описаны основные темы, рассматриваемые в каждой части книги. Чаь I Содержит всего одну главу, посвященную модели данных в Python, где объясняется ключевая роль специальных методов (например, __repr__) для обеспечения единообразного поведения объектов любого типа – в языке, заслуженно считающемся образцом единообразия. Осмысление различных граней модели данных – сквозная тема книги, но именно в главе 1 дается общий обзор. Чаь II В главах из этой части рассматриваются типы коллекций: последовательности, отображения и множества, а также сравниваются типы str и bytes. Это вещи, которые радостно приветствовали пользователи Python 3 и которых отчаянно не хватает пользователям Python 2, еще не модернизировавшим свой код. Основная цель – напомнить, что уже имеется, и объяснить некоторые особенности поведения, которые могут оказаться неожиданными, например, изменение порядка ключей словаря dict в то время, когда в нем никто ничего не ищет, или подводные камни, связанные с зависящей от локали сортировкой строки Unicode. Во имя достижения этой цели изложение временами становится широким и высокоуровневым (например, во время знакомства с многочисленными типами последовательностей и отображений), а временами – углубленным (например, при описании деталей хэш-таблиц, лежащих в основе типов dict и set). Чаь III Здесь речь пойдет о функциях, как полноправных объектах языка: что под этим понимается, как это отражается на некоторых популярных паттернах
Предисловие проектирования и как реализовать декораторы функций с помощью замыканий. Рассматриваются также следующие вопросы: общая идея вызываемых объектов, атрибуты функций, интроспекция, аннотации параметров и появившееся в Python 3 объявление nonlocal. Чаь IV Теперь наше внимание перемещается на создание классов. В части II несколько раз встречалось объявление class, а в части IV представлены многочисленные классы. Как и в любом объектно-ориентированном (ОО) языке, в Python имеется свой набор средств, какие-то из них, возможно, присутствовали в языке, с которого вы и я начинали изучение программирование на основе классов, а какие-то – нет. В главах из этой части объясняется, как работает механизм ссылок, что на самом деле означает изменчивость, как устроен жизненный цикл объектов, как создать свою коллекцию или абстрактный базовый класс, как справиться с множеабстрактный базовый класс, как справиться с множеый базовый класс, как справиться с множе ственным наследованием и как реализовать перегрузку операторов (если это имеет смысл). Чаь V Эта часть посвящена языковым конструкциям и библиотекам, выходящим за рамки последовательного потока управления с его условными выражениями, циклами и подпрограммами. Сначала мы рассматриваем генераторы, затем – контекстные менеджеры и сопрограммы, в том числе трудную для понимания, но исключительно полезную конструкцию yield from. Часть V заканчивается высокоуровневым введением в современные средства распараллеливания, реализованные в Python в виде модуля collections.futures (потоки и процессы, представленные под маской будущих объектов), и событийно-ориентированного ввода-вывода посредством asyncio (будущие объекты, надстроенные над сопрограммами и yield from). Чаь VI Эта часть начинается с обзора способов построения классов с динамически создаваемыми атрибутами для обработки слабоструктурированных данных, например в формате JSON. Затем мы рассматриваем знакомый механизм свойств, после чего переходим к низкоуровневым деталям доступа к атрибутам объекта с помощью дескрипторов. Объясняется связь между функциями, методами и дескрипторами. На примере приведенной здесь пошаговой реализации библиотеки контроля полей мы вскрываем тонкие нюансы, которые делают необходимым применение рассмотренных в этой главе продвинутых инструментов: декораторов классов и метаклассов. Практикум Часто для исследования языка и библиотек мы будем пользоваться интерак тивной оболочкой Python. Я считаю важным всячески подчеркивать удобство
Предисловие этого средства для обучения. Особенно это относится к читателям, привыкших к статическим компилируемым языкам, в которых нет цикла чтения-вычисленияпечати (read-eval-print#loop – REPL). Один из стандартных пакетов тестирования для Python, doctest (https:// docs.python.org/3/library/doctest.html), работает следующим образом: имитирует сеансы оболочки и проверяет, что результат вычисления выражения совпадает с заданным. Я использовал doctest для проверки большей части приведенного в книге кода, включая листинги сеансов оболочки. Для чтения книги ни применять, ни даже знать о пакете doctest не обязательно: основная характеристика doctest-скриптов состоит в том, что они выглядят, как копии интерактивных сеансов оболочки Python, поэтому вы можете сами выполнить весь демонстрационный код. Иногда я буду объяснять, чего мы хотим добиться, демонстрируя doctest скрипт раньше кода, который заставляет его выполниться успешно. Если сначала отчетливо представить себе, что необходимо сделать, а только потом задумываться о том, как это сделать, то структура кода заметно улучшится. Написание тестов раньше кода – основа методологии разработки через тестирование (TDD); мне кажется, что и для преподавания это полезно. Если вы незнакомы с doctest, загляните в документацию (https://docs.python.org/3/library/doctest.html) и в репозиторий исходного кода к этой книге (https://github.com/fluentpython/ examplecode). Вы обнаружите, что для проверки правильности большей части кода в книге достаточно ввести команду python3 -m doctest example_script.py в оболочке ОС. Как производился хронометраж В этой книге иногда приводятся результаты простого хронометража. Тесты производились на одном из двух ноутбуков, которыми я пользовался для написания книги: MacBook Pro 13" 2011 года с процессором Intel Core i7 2.7 ГГц, памятью 8 ГБ и вращающимся жестким диском MacBook Air 13" 2014 года с процессором Intel Core i5 1.4 ГГц, памятью 4 ГБ и SSD-диском. MacBook Air оснащен менее быстрым процессором и располагает меньшим объемом оперативной памяти, зато эта память быстрее (1600 МГц против 1333 МГц), а SSDдиск гораздо быстрее вращающегося. Не могу сказать, какая машина быстрее для повседневной работы. Поговорим: мое личное мнение Я использую, преподаю и принимаю участие в обсуждениях Python с 1998 года и обожаю изучать и сравнивать разные языки программирования, их дизайн и теоретические основания. В конце некоторых глав имеются врезки «Поговорим», где излагается моя личная точка зрения на Python и другие языки. Если вас такие обсуждения не интересуют, можете спокойно пропускать их. Приведенные в них сведения всегда факультативны.
Доступ онлайн
999 ₽
В корзину