Python 3.5 之后的新特性

作者 Fournoas 写于 2022年12月6日发布在

Coding

Python 自 3.5 版本起，至当前 3.11 版本为止，变化相当大，引入了众多的新特性，了解这些变化对编写兼容性代码尤为重要。本文整理的一些版本的重要变化。

Python 3.5

此版本最早发布于 2015 年，最终版本为 3.5.10 ，发布于 2020 年。

[PEP 492] 使用 `async`/`await` 语法实现协程

见 PEP 492 。

此特性是 3.5 版本最重大的变化。自此，Python 支持 async 和 await 语法，用于代替 @asyncio.coroutine 装饰器和 yield from 语句。

[PEP 448] 通用化额外的解包操作

见 PEP 448 。

解包即 * 和 ** 操作，曾在传递列表和字典类型的函数参数时使用。新特性将这一操作推广到了其他使用场景。

python*range(4), 4 # (0, 1, 2, 3, 4)
[*range(4), 4] # [0, 1, 2, 3, 4]
{*range(4), 4} # {0, 1, 2, 3, 4}
{'x': 1, **{'y': 2}} # {'x': 1, 'y': 2}

[PEP 484] 类型提示

见 PEP 484 。

支持函数和方法的参数及返回值的类型提示：

pythondef greeting(name: str) -> str:
    return 'Hello ' + name

还有对泛型的支持：

pythonfrom typing import Mapping, Set

def notify_by_email(employees: Set[Employee], overrides: Mapping[str, str]) -> None:
    pass

pythonfrom typing import Sequence, TypeVar

T = TypeVar('T')      # Declare type variable

def first(l: Sequence[T]) -> T:   # Generic function
    return l[0]

其他

[PEP 465] 矩阵乘法运算符 @
[PEP 461] bytes 和 bytearray 支持 % 格式化
[PEP 484] 新增模块 typing
[PEP 441] 新增模块 zipapp

Python 3.6

此版本最早发布于 2016 年，最终版本为 3.6.15 ，发布于 2021 年。

[PEP 487] 魔术方法 `__init_subclass` 和 `set_name__`

见 PEP 487 。

当声明或创建新的子类时，基类的 __init_subclass__ 方法将会被调用：

pythonclass PluginBase:
    subclasses = []

    def __init_subclass__(cls, **kwargs):
        super().__init_subclass__(**kwargs)
        cls.subclasses.append(cls)

class Plugin1(PluginBase):
    pass

class Plugin2(PluginBase):
    pass

当一个类被创建时，type.__new__() 会扫描类变量并对其中带有 __set_name__ 方法的对象执行回调。

pythonclass A:
    def __set_name__(self, owner, name):
        print(owner, name)

class B:
    a = A() # 隐含调用 a.__set_name__(B, 'a')

[PEP 498] 格式化字符串字面值

见 PEP 498 。

新增字符串前缀 f ，实现类似 str.format() 的效果。

pythonname = "Fred"
f"He said his name is {name}."

width = 10
precision = 4
value = decimal.Decimal("12.34567")
f"result: {value:{width}.{precision}}"  # nested fields

[PEP 526] 变量注解语法

见 PEP 526 。

继 PEP 484 支持函数参数和返回值的类型提示后，此 PEP 增进了对变量类型的声明支持。

pythonprimes: List[int] = []

captain: str  # Note: no initial value!

class Starship:
    stats: Dict[str, int] = {}

[PEP 468] 保持 `**kwargs` 传参时的顺序

见 PEP 468 。

pythonkwargs = {'z': 1, 'a': 2, 'x': 3, 'c': 4}

def ordered_kwargs(**kwargs):
    print(kwargs)

ordered_kwargs(**kwargs) # {'z': 1, 'a': 2, 'x': 3, 'c': 4}

字典对象会保持插入时的顺序

也就是说默认的 dict() 对象已经具有 OrderedDict 的特性。此外，类属性也会保持定义时的顺序。

其他

[PEP 519] 添加文件系统路径协议
[PEP 528] Windows 文件系统和控制台编码使用 UTF-8
[PEP 506] 新增模块 secrets
[PEP 525] 异步生成器
[PEP 530] 异步推导式：在推导式中使用 await 和 async for

[PEP 515] 数字字面值可加入下划线

python1_000_000_000_000_000 # 1000000000000000
0x_FF_FF_FF_FF # 4294967295

Python 3.7

此版本最早发布于 2018 年，最新版本为 3.7.15 ，发布于 2022 年。

[PEP 562] 模块的 `getattr` 和 `dir`

见 PEP 562 。

允许在模块上定义 __getattr__() 并且当以其他方式找不到某个模块属性时将会调用它。还可以在模块上定义 __dir__() 。

[PEP 557] 新增模块 `dataclasses`

见 PEP 557 。

提供一个类装饰器，可以为类自动添加诸如 __init__() 、 __repr__() 、 __eq__() 、 __hash__() 等魔术方法。

pythonimport dataclasses

@dataclasses.dataclass
class Point:
    x: float
    y: float
    z: float = 0.0

p = Point(1.5, 2.5)
print(p)   # produces "Point(x=1.5, y=2.5, z=0.0)"

[PEP 567] 新增模块 `contextvars`

见 PEP 567 。

用于异步和并发环境中管理上下文变量。可以替代 threading.local() 。

其他

新增模块 importlib.resources
[PEP 553] 新增内建函数 breakpoint()
[PEP 564] time 模块支持纳秒精度

Python 3.8

此版本最早发布于 2019 年，最新版本为 3.8.15 ，发布于 2022 年。

[PEP 572] 赋值表达式

见 PEP 572 。

新增 := 赋值表达式语法，表达式将右值赋予左值并返回该值。

pythonif (n := len(a)) > 10:
    print(f"List is too long ({n} elements, expected <= 10)")

[PEP 570] 仅限位置形参

见 PEP 570 。

函数参数中的 / 左边的参数为位置参数，不能作为关键字参数使用；而 * 右边的参数必须作为关键字参数使用。

pythondef f(a, b, /, c, d, *, e, f):
    print(a, b, c, d, e, f)

# valid
f(10, 20, 30, d=40, e=50, f=60)
# invalid
f(10, b=20, c=30, d=40, e=50, f=60)   # b cannot be a keyword argument
f(10, 20, 30, 40, 50, f=60)           # e must be a keyword argument

其他

格式化字符串支持文档化：f'{expr=}'

Python 3.9

此版本最早发布于 2020 年，最新版本为 3.9.15 ，发布于 2022 年。

[PEP 584] 字典合并操作符 `|`

见 PEP 584 。

pythond = {'spam': 1, 'eggs': 2, 'cheese': 3}
e = {'cheese': 'cheddar', 'aardvark': 'Ethel'}
d | e # {'spam': 1, 'eggs': 2, 'cheese': 'cheddar', 'aardvark': 'Ethel'}
e | d # {'cheese': 3, 'aardvark': 'Ethel', 'spam': 1, 'eggs': 2}

[PEP 616] 字符串新增 `removeprefix()` 和 `removesuffix()` 方法

见 PEP 616 。

pythondef strip_quotes(text):
    return text.removeprefix('"').removesuffix('"')

其他

[PEP 585] 类型提示泛型使用标准数据类型
[PEP 614] 放宽对装饰器的语法限制
[PEP 593] 新增 typing.Annotated
[PEP 615] 新增模块 zoneinfo

Python 3.10

此版本最早发布于 2021 年，最新版本为 3.10.8 ，发布于 2022 年。

[PEP 617] 带括号的上下文管理器

见 PEP 617 。

此特性在 3.9 版本时已经存在，但是在 3.10 版本时可以正式使用。with 语句括号内支持多行表达式：

pythonwith (
    open("a_really_long_foo") as foo,
    open("a_really_long_baz") as baz,
    open("a_really_long_bar") as bar
):
    pass

[PEP 604] 允许 X | Y 形式的联合类型写法

见 PEP 604 。

pythonisinstance(5, int | str)

def f(list: List[int | str], param: int | None) -> float | str:
    pass

int | str == typing.Union[int, str] # true

[PEP 634] 结构模式匹配

见 PEP 634 、 PEP 635 、 PEP 636 。

新增 match...case 语法。

pythoncommand = 'drop doc1 doc2 doc3'

match command.split():
    case ["quit"]: pass
    case ["go", direction]: pass
    case ["drop", *objects]: pass
    case _:
        print(f"Sorry, I couldn't understand {command!r}")

其他

[PEP 626] 在调试和其他工具中使用精确的行号
[PEP 632] 弃用 distutils 模块
[PEP 647] 用户定义的类型检查函数 typing.TypeGuard
[PEP 612] 参数规范变量 typing.ParamSpec
[PEP 613] 显式类型别名 typing.TypeAlias

Python 3.11

此版本今年刚发布 3.11.0 版本。

[PEP 654] `ExceptionGroup` 和 `except*`

见 PEP 654 。

ExceptionGroup 可以包含多个异常。except* 可以用来捕获 ExceptionGroup 中包含的异常。

pythontry:
    raise ExceptionGroup('error', [TypeError(1), ValueError(2)])
except* TypeError as e:
    print(f'*TypeError: {e!r}')
except* ValueError as e:
    print(f'*ValueError: {e!r}')

[PEP 678] 新增方法 `BaseException.add_note()`

见 PEP 678 。

可以为异常添加字符串类型的 note ，并可以通过 __notes__ 属性读取。

pythonexc = ValueError()
exc.add_note('note1')
exc.add_note('note2')
exc.add_note('note3')
print(exc.__notes__) # ['note1', 'note2', 'note3']

其他

[PEP 680] 新增模块 tomllib
[PEP 657] 更精细的错误显示
更多 typing 模块的改进：
- [PEP 646] Variadic generics
- [PEP 655] Marking individual TypedDict items as required or not-required
- [PEP 673] Self type
- [PEP 675] Arbitrary literal string type
- [PEP 681] Data class transforms

总结

迄今为止，asyncio 模块已经相当完善了，以后的网络开发可以完全基于异步和协程。最近几次版本升级，更新重点还是在 typing 模块。感觉 Python 的泛型还不够完善，且过于复杂。typing 模块还不够稳定，不建议深度使用。千呼万唤的模式匹配语法终于在 3.10 里实现了，以后不用再写可悲的 if 嵌套。

#Python

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