3 個可以使你的 Python 代碼更優雅、可讀、直觀和易於維護的工具。

Python 提供了一組獨特的工具和語言特性來使你的代碼更加優雅、可讀和直觀。為正確的問題選擇合適的工具，你的代碼將更易於維護。在本文中，我們將研究其中的三個工具：魔術方法、叠代器和生成器，以及方法魔術。

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魔術方法

魔術方法可以看作是 Python 的管道。它們被稱為“底層”方法，用於某些內置的方法、符號和操作。你可能熟悉的常見魔術方法是 __init__()，當我們想要初始化一個類的新實例時，它會被調用。

你可能已經看過其他常見的魔術方法，如 __str__ 和 __repr__。Python 中有一整套魔術方法，通過實現其中的一些方法，我們可以修改一個對象的行為，甚至使其行為類似於內置數據類型，例如數字、列表或字典。

讓我們創建一個 Money 類來示例：

該類定義為給定的貨幣符號和匯率定義了一個貨幣匯率，指定了一個初始化器（也稱為構造函數），並實現 __repr__，因此當我們打印這個類時，我們會看到一個友好的表示，例如 $2.00 ，這是一個帶有貨幣符號和金額的 Money(‘$‘, 2.00) 實例。最重要的是，它定義了一種方法，允許你使用不同的匯率在不同的貨幣之間進行轉換。

打開 Python shell，假設我們已經定義了使用兩種不同貨幣的食品的成本，如下所示：

我們可以使用魔術方法使得這個類的實例之間可以相互交互。假設我們希望能夠將這個類的兩個實例一起加在一起，即使它們是不同的貨幣。為了實現這一點，我們可以在 Money 類上實現 __add__ 這個魔術方法：

現在我們可以以非常直觀的方式使用這個類：

當我們將兩個實例加在一起時，我們得到以第一個定義的貨幣符號所表示的結果。所有的轉換都是在底層無縫完成的。如果我們想的話，我們也可以為減法實現 __sub__，為乘法實現 __mul__ 等等。閱讀模擬數字類型或魔術方法指南來獲得更多信息。

我們學習到 __add__ 映射到內置運算符 +。其他魔術方法可以映射到像 [] 這樣的符號。例如，在字典中通過索引或鍵來獲得一項，其實是使用了 __getitem__ 方法：

一些魔術方法甚至映射到內置函數，例如 __len__() 映射到 len()。

自定義叠代器

對於新的和經驗豐富的 Python 開發者來說，自定義叠代器是一個非常強大的但令人迷惑的主題。

許多內置類型，例如列表、集合和字典，已經實現了允許它們在底層叠代的協議。這使我們可以輕松地遍歷它們。

我們如何叠代我們自己的自定義類？首先，讓我們來澄清一些術語。

• 要成為一個可叠代對象，一個類需要實現 __iter__()
• __iter__() 方法需要返回一個叠代器
• 要成為一個叠代器，一個類需要實現 __next__()（或在 Python 2中是 next()），當沒有更多的項要叠代時，必須拋出一個 StopIteration 異常。

呼！這聽起來很復雜，但是一旦你記住了這些基本概念，你就可以在任何時候進行叠代。

我們什麽時候想使用自定義叠代器？讓我們想象一個場景，我們有一個 Server 實例在不同的端口上運行不同的服務，如 http 和 ssh。其中一些服務處於 active 狀態，而其他服務則處於 inactive 狀態。

當我們遍歷 Server 實例時，我們只想遍歷那些處於 active 的服務。讓我們創建一個 IterableServer 類：

首先，我們將當前位置初始化為 0。然後，我們定義一個 __next__() 方法來返回下一項。我們還將確保在沒有更多項返回時拋出 StopIteration。到目前為止都很好！現在，讓我們實現這個 __next__() 方法。

我們對列表中的服務進行遍歷，而當前的位置小於服務的個數，但只有在服務處於活動狀態時才返回。一旦我們遍歷完服務，就會拋出一個 StopIteration 異常。

因為我們實現了 __next__() 方法，當它耗盡時，它會拋出 StopIteration。我們可以從 __iter__() 返回 self，因為 IterableServer 類遵循 iterable 協議。

現在我們可以遍歷一個 IterableServer 實例，這將允許我們查看每個處於活動的服務，如下所示：

太棒了，但我們可以做得更好！在這樣類似的實例中，我們的叠代器不需要維護大量的狀態，我們可以簡化代碼並使用 generator（生成器） 來代替。

yield 關鍵字到底是什麽？在定義生成器函數時使用 yield。這有點像 return，雖然 return 在返回值後退出函數，但 yield 會暫停執行直到下次調用它。這允許你的生成器的功能在它恢復之前保持狀態。查看 yield 的文檔以了解更多信息。使用生成器，我們不必通過記住我們的位置來手動維護狀態。生成器只知道兩件事：它現在需要做什麽以及計算下一個項目需要做什麽。一旦我們到達執行點，即 yield 不再被調用，我們就知道停止叠代。

這是因為一些內置的 Python 魔法。在 Python 關於 __iter__() 的文檔中我們可以看到，如果 __iter__() 是作為一個生成器實現的，它將自動返回一個叠代器對象，該對象提供 __iter__() 和 __next__() 方法。閱讀這篇很棒的文章，深入了解叠代器，可叠代對象和生成器。

方法魔法

由於其獨特的方面，Python 提供了一些有趣的方法魔法作為語言的一部分。

其中一個例子是別名功能。因為函數只是對象，所以我們可以將它們賦值給多個變量。例如：

我們稍後會看到它的作用。

Python 提供了一個方便的內置函數稱為 getattr()，它接受 object, name, default 參數並在 object 上返回屬性 name。這種編程方式允許我們訪問實例變量和方法。例如：

這是一個很酷的技巧，但是我們如何在實際中使用 getattr 呢？讓我們看一個例子，我們編寫一個小型命令行工具來動態處理命令。

腳本的輸出是：

接下來，我們來看看 partial。例如，functool.partial(func, *args, **kwargs) 允許你返回一個新的 partial 對象，它的行為類似 func，參數是 args 和 kwargs。如果傳入更多的 args，它們會被附加到 args。如果傳入更多的 kwargs，它們會擴展並覆蓋 kwargs。讓我們通過一個簡短的例子來看看：

讓我們看看在我喜歡的一個名為 agithub 的庫中的一些示例代碼中，這個方法魔術是如何結合在一起的，這是一個（名字起得很 low 的） REST API 客戶端，它具有透明的語法，允許你以最小的配置快速構建任何 REST API 原型（不僅僅是 GitHub）。我發現這個項目很有趣，因為它非常強大，但只有大約 400 行 Python 代碼。你可以在大約 30 行配置代碼中添加對任何 REST API 的支持。agithub 知道協議所需的一切（REST、HTTP、TCP），但它不考慮上遊 API。讓我們深入到它的實現中。

以下是我們如何為 GitHub API 和任何其他相關連接屬性定義端點 URL 的簡化版本。在這裏查看完整代碼。

然後，一旦配置了訪問令牌，就可以開始使用 GitHub API。

請註意，你要確保 URL 拼寫正確，因為我們沒有驗證 URL。如果 URL 不存在或出現了其他任何錯誤，將返回 API 拋出的錯誤。那麽，這一切是如何運作的呢？讓我們找出答案。首先，我們將查看一個 API 類的簡化示例：

在 API 類上的每次調用都會調用 IncompleteRequest 類作為指定的 key。

如果最後一次調用不是 HTTP 方法（如 get、post 等），則返回帶有附加路徑的 IncompleteRequest。否則，它從Client 類獲取 HTTP 方法對應的正確函數，並返回 partial。

如果我們給出一個不存在的路徑會發生什麽？

因為 __getattr__ 別名為 __getitem__：

這真心是一些方法魔術！

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