6. 表達(dá)式?

本章將解釋 Python 中組成表達(dá)式的各種元素的的含義。

語法注釋: 在本章和后續(xù)章節(jié)中,會(huì)使用擴(kuò)展 BNF 標(biāo)注來描述語法而不是詞法分析。 當(dāng)(某種替代的)語法規(guī)則具有如下形式

name ::=  othername

并且沒有給出語義,則這種形式的 name 在語法上與 othername 相同。

6.1. 算術(shù)轉(zhuǎn)換?

當(dāng)對(duì)下述某個(gè)算術(shù)運(yùn)算符的描述中使用了“數(shù)值參數(shù)被轉(zhuǎn)換為普通類型”這樣的說法,這意味著內(nèi)置類型的運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)采用了如下運(yùn)作方式:

  • 如果任一參數(shù)為復(fù)數(shù),另一參數(shù)會(huì)被轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù);

  • 否則,如果任一參數(shù)為浮點(diǎn)數(shù),另一參數(shù)會(huì)被轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù);

  • 否則,兩者應(yīng)該都為整數(shù),不需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

某些附加規(guī)則會(huì)作用于特定運(yùn)算符(例如,字符串作為 '%' 運(yùn)算符的左運(yùn)算參數(shù))。 擴(kuò)展必須定義它們自己的轉(zhuǎn)換行為。

6.2. 原子?

“原子”指表達(dá)式的最基本構(gòu)成元素。 最簡(jiǎn)單的原子是標(biāo)識(shí)符和字面值。 以圓括號(hào)、方括號(hào)或花括號(hào)包括的形式在語法上也被歸類為原子。 原子的句法為:

atom      ::=  identifier | literal | enclosure
enclosure ::=  parenth_form | list_display | dict_display | set_display
               | generator_expression | yield_atom

6.2.1. 標(biāo)識(shí)符(名稱)?

作為原子出現(xiàn)的標(biāo)識(shí)符叫做名稱。 請(qǐng)參看 標(biāo)識(shí)符和關(guān)鍵字 一節(jié)了解其詞法定義,以及 命名與綁定 獲取有關(guān)命名與綁定的文檔。

當(dāng)名稱被綁定到一個(gè)對(duì)象時(shí),對(duì)該原子求值將返回相應(yīng)對(duì)象。 當(dāng)名稱未被綁定時(shí),嘗試對(duì)其求值將引發(fā) NameError 異常。

私有名稱轉(zhuǎn)換: 當(dāng)以文本形式出現(xiàn)在類定義中的一個(gè)標(biāo)識(shí)符以兩個(gè)或更多下劃線開頭并且不以兩個(gè)或更多下劃線結(jié)尾,它會(huì)被視為該類的 私有名稱。 私有名稱會(huì)在為其生成代碼之前被轉(zhuǎn)換為一種更長(zhǎng)的形式。 轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)插入類名,移除打頭的下劃線再在名稱前增加一個(gè)下劃線。 例如,出現(xiàn)在一個(gè)名為 Ham 的類中的標(biāo)識(shí)符 __spam 會(huì)被轉(zhuǎn)換為 _Ham__spam。 這種轉(zhuǎn)換獨(dú)立于標(biāo)識(shí)符所使用的相關(guān)句法。 如果轉(zhuǎn)換后的名稱太長(zhǎng)(超過 255 個(gè)字符),可能發(fā)生由具體實(shí)現(xiàn)定義的截?cái)唷?如果類名僅由下劃線組成,則不會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

6.2.2. 字面值?

Python 支持字符串和字節(jié)串字面值,以及幾種數(shù)字字面值:

literal ::=  stringliteral | bytesliteral
             | integer | floatnumber | imagnumber

對(duì)字面值求值將返回一個(gè)該值所對(duì)應(yīng)類型的對(duì)象(字符串、字節(jié)串、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、復(fù)數(shù))。 對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)和虛數(shù)(復(fù)數(shù))的情況,該值可能為近似值。 詳情參見 字面值。

所有字面值都對(duì)應(yīng)與不可變數(shù)據(jù)類型,因此對(duì)象標(biāo)識(shí)的重要性不如其實(shí)際值。 多次對(duì)具有相同值的字面值求值(不論是發(fā)生在程序文本的相同位置還是不同位置)可能得到相同對(duì)象或是具有相同值的不同對(duì)象。

6.2.3. 帶圓括號(hào)的形式?

帶圓括號(hào)的形式是包含在圓括號(hào)中的可選表達(dá)式列表。

parenth_form ::=  "(" [starred_expression] ")"

帶圓括號(hào)的表達(dá)式列表將返回該表達(dá)式列表所產(chǎn)生的任何東西:如果該列表包含至少一個(gè)逗號(hào),它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)元組;否則,它會(huì)產(chǎn)生該表達(dá)式列表所對(duì)應(yīng)的單一表達(dá)式。

一對(duì)內(nèi)容為空的圓括號(hào)將產(chǎn)生一個(gè)空的元組對(duì)象。 由于元組是不可變對(duì)象,因此適用與字面值相同的規(guī)則(即兩次出現(xiàn)的空元組產(chǎn)生的對(duì)象可能相同也可能不同)。

請(qǐng)注意元組并不是由圓括號(hào)構(gòu)建,實(shí)際起作用的是逗號(hào)操作符。 例外情況是空元組,這時(shí)圓括號(hào) 才是 必須的 --- 允許在表達(dá)式中使用不帶圓括號(hào)的 "空" 會(huì)導(dǎo)致歧義,并會(huì)造成常見輸入錯(cuò)誤無法被捕獲。

6.2.4. 列表、集合與字典的顯示?

為了構(gòu)建列表、集合或字典,Python 提供了名為“顯示”的特殊句法,每個(gè)類型各有兩種形式:

  • 第一種是顯式地列出容器內(nèi)容

  • 第二種是通過一組循環(huán)和篩選指令計(jì)算出來,稱為 推導(dǎo)式。

推導(dǎo)式的常用句法元素為:

comprehension ::=  assignment_expression comp_for
comp_for      ::=  ["async"] "for" target_list "in" or_test [comp_iter]
comp_iter     ::=  comp_for | comp_if
comp_if       ::=  "if" or_test [comp_iter]

推導(dǎo)式的結(jié)構(gòu)是一個(gè)單獨(dú)表達(dá)式后面加至少一個(gè) for 子句以及零個(gè)或更多個(gè) forif 子句。 在這種情況下,新容器的元素產(chǎn)生方式是將每個(gè) forif 子句視為一個(gè)代碼塊,按從左至右的順序嵌套,然后每次到達(dá)最內(nèi)層代碼塊時(shí)就對(duì)表達(dá)式進(jìn)行求值以產(chǎn)生一個(gè)元素。

不過,除了最左邊 for 子句中的可迭代表達(dá)式,推導(dǎo)式是在另一個(gè)隱式嵌套的作用域內(nèi)執(zhí)行的。 這能確保賦給目標(biāo)列表的名稱不會(huì)“泄露”到外層的作用域。

最左邊的 for 子句中的可迭代對(duì)象表達(dá)式會(huì)直接在外層作用域中被求值,然后作為一個(gè)參數(shù)被傳給隱式嵌套的作用域。 后續(xù)的 for 子句以及最左側(cè) for 子句中的任何篩選條件不能在外層作用域中被求值,因?yàn)樗鼈兛赡芤蕾囉趶淖钭髠?cè)可迭代對(duì)象中獲得的值。 例如: [x*y for x in range(10) for y in range(x, x+10)]。

為了確保推導(dǎo)式得出的結(jié)果總是一個(gè)類型正確的容器,在隱式嵌套作用域內(nèi)禁止使用 yieldyield from 表達(dá)式。

Since Python 3.6, in an async def function, an async for clause may be used to iterate over a asynchronous iterator. A comprehension in an async def function may consist of either a for or async for clause following the leading expression, may contain additional for or async for clauses, and may also use await expressions. If a comprehension contains either async for clauses or await expressions or other asynchronous comprehensions it is called an asynchronous comprehension. An asynchronous comprehension may suspend the execution of the coroutine function in which it appears. See also PEP 530.

3.6 新版功能: 引入了異步推導(dǎo)式。

在 3.8 版更改: yieldyield from 在隱式嵌套的作用域中已被禁用。

在 3.11 版更改: Asynchronous comprehensions are now allowed inside comprehensions in asynchronous functions. Outer comprehensions implicitly become asynchronous.

6.2.5. 列表顯示?

列表顯示是一個(gè)用方括號(hào)括起來的可能為空的表達(dá)式系列:

list_display ::=  "[" [starred_list | comprehension] "]"

列表顯示會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的列表對(duì)象,其內(nèi)容通過一系列表達(dá)式或一個(gè)推導(dǎo)式來指定。 當(dāng)提供由逗號(hào)分隔的一系列表達(dá)式時(shí),其元素會(huì)從左至右被求值并按此順序放入列表對(duì)象。 當(dāng)提供一個(gè)推導(dǎo)式時(shí),列表會(huì)根據(jù)推導(dǎo)式所產(chǎn)生的結(jié)果元素進(jìn)行構(gòu)建。

6.2.6. 集合顯示?

集合顯示是用花括號(hào)標(biāo)明的,與字典顯示的區(qū)別在于沒有冒號(hào)分隔的鍵和值:

set_display ::=  "{" (starred_list | comprehension) "}"

集合顯示會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的可變集合對(duì)象,其內(nèi)容通過一系列表達(dá)式或一個(gè)推導(dǎo)式來指定。 當(dāng)提供由逗號(hào)分隔的一系列表達(dá)式時(shí),其元素會(huì)從左至右被求值并加入到集合對(duì)象。 當(dāng)提供一個(gè)推導(dǎo)式時(shí),集合會(huì)根據(jù)推導(dǎo)式所產(chǎn)生的結(jié)果元素進(jìn)行構(gòu)建。

空集合不能用 {} 來構(gòu)建;該字面值所構(gòu)建的是一個(gè)空字典。

6.2.7. 字典顯示?

字典顯示是一個(gè)用花括號(hào)括起來的可能為空的鍵/數(shù)據(jù)對(duì)系列:

dict_display       ::=  "{" [key_datum_list | dict_comprehension] "}"
key_datum_list     ::=  key_datum ("," key_datum)* [","]
key_datum          ::=  expression ":" expression | "**" or_expr
dict_comprehension ::=  expression ":" expression comp_for

字典顯示會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的字典對(duì)象。

如果給出一個(gè)由逗號(hào)分隔的鍵/數(shù)據(jù)對(duì)序列,它們會(huì)從左至右被求值以定義字典的條目:每個(gè)鍵對(duì)象會(huì)被用作在字典中存放相應(yīng)數(shù)據(jù)的鍵。 這意味著你可以在鍵/數(shù)據(jù)對(duì)序列中多次指定相同的鍵,最終字典的值將由最后一次給出的鍵決定。

雙星號(hào) ** 表示 字典拆包。 它的操作數(shù)必須是一個(gè) mapping。 每個(gè)映射項(xiàng)被會(huì)加入新的字典。 后續(xù)的值會(huì)替代先前的鍵/數(shù)據(jù)對(duì)和先前的字典拆包所設(shè)置的值。

3.5 新版功能: 拆包到字典顯示,最初由 PEP 448 提出。

字典推導(dǎo)式與列表和集合推導(dǎo)式有所不同,它需要以冒號(hào)分隔的兩個(gè)表達(dá)式,后面帶上標(biāo)準(zhǔn)的 "for" 和 "if" 子句。 當(dāng)推導(dǎo)式被執(zhí)行時(shí),作為結(jié)果的鍵和值元素會(huì)按它們的產(chǎn)生順序被加入新的字典。

對(duì)鍵取值類型的限制已列在之前的 標(biāo)準(zhǔn)類型層級(jí)結(jié)構(gòu) 一節(jié)中。 (總的說來,鍵的類型應(yīng)該為 hashable,這就把所有可變對(duì)象都排除在外。) 重復(fù)鍵之間的沖突不會(huì)被檢測(cè);指定鍵所保存的最后一個(gè)數(shù)據(jù) (即在顯示中排最右邊的文本) 為最終有效數(shù)據(jù)。

在 3.8 版更改: 在 Python 3.8 之前的字典推導(dǎo)式中,并沒有定義好鍵和值的求值順序。 在 CPython 中,值會(huì)先于鍵被求值。 根據(jù) PEP 572 的提議,從 3.8 開始,鍵會(huì)先于值被求值。

6.2.8. 生成器表達(dá)式?

生成器表達(dá)式是用圓括號(hào)括起來的緊湊形式生成器標(biāo)注。

generator_expression ::=  "(" expression comp_for ")"

生成器表達(dá)式會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的生成器對(duì)象。 其句法與推導(dǎo)式相同,區(qū)別在于它是用圓括號(hào)而不是用方括號(hào)或花括號(hào)括起來的。

在生成器表達(dá)式中使用的變量會(huì)在為生成器對(duì)象調(diào)用 __next__() 方法的時(shí)候以惰性方式被求值(即與普通生成器相同的方式)。 但是,最左側(cè) for 子句內(nèi)的可迭代對(duì)象是會(huì)被立即求值的,因此它所造成的錯(cuò)誤會(huì)在生成器表達(dá)式被定義時(shí)被檢測(cè)到,而不是在獲取第一個(gè)值時(shí)才出錯(cuò)。 后續(xù)的 for 子句以及最左側(cè) for 子句內(nèi)的任何篩選條件無法在外層作用域內(nèi)被求值,因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)依賴于從最左側(cè)可迭代對(duì)象獲取的值。 例如: (x*y for x in range(10) for y in range(x, x+10)).

圓括號(hào)在只附帶一個(gè)參數(shù)的調(diào)用中可以被省略。 詳情參見 調(diào)用 一節(jié)。

為了避免干擾到生成器表達(dá)式本身的預(yù)期操作,禁止在隱式定義的生成器中使用 yieldyield from 表達(dá)式。

如果生成器表達(dá)式包含 async for 子句或 await 表達(dá)式,則稱為 異步生成器表達(dá)式。 異步生成器表達(dá)式會(huì)返回一個(gè)新的異步生成器對(duì)象,此對(duì)象屬于異步迭代器 (參見 異步迭代器)。

3.6 新版功能: 引入了異步生成器表達(dá)式。

在 3.7 版更改: 在 Python 3.7 之前,異步生成器表達(dá)式只能在 async def 協(xié)和中出現(xiàn)。 從 3.7 開始,任何函數(shù)都可以使用異步生成器表達(dá)式。

在 3.8 版更改: yieldyield from 在隱式嵌套的作用域中已被禁用。

6.2.9. yield 表達(dá)式?

yield_atom       ::=  "(" yield_expression ")"
yield_expression ::=  "yield" [expression_list | "from" expression]

The yield expression is used when defining a generator function or an asynchronous generator function and thus can only be used in the body of a function definition. Using a yield expression in a function's body causes that function to be a generator function, and using it in an async def function's body causes that coroutine function to be an asynchronous generator function. For example:

def gen():  # defines a generator function
    yield 123

async def agen(): # defines an asynchronous generator function
    yield 123

由于它們會(huì)對(duì)外層作用域造成附帶影響,yield 表達(dá)式不被允許作為用于實(shí)現(xiàn)推導(dǎo)式和生成器表達(dá)式的隱式定義作用域的一部分。

在 3.8 版更改: 禁止在實(shí)現(xiàn)推導(dǎo)式和生成器表達(dá)式的隱式嵌套作用域中使用 yield 表達(dá)式。

下面是對(duì)生成器函數(shù)的描述,異步生成器函數(shù)會(huì)在 異步生成器函數(shù) 一節(jié)中單獨(dú)介紹。

When a generator function is called, it returns an iterator known as a generator. That generator then controls the execution of the generator function. The execution starts when one of the generator's methods is called. At that time, the execution proceeds to the first yield expression, where it is suspended again, returning the value of expression_list to the generator's caller. By suspended, we mean that all local state is retained, including the current bindings of local variables, the instruction pointer, the internal evaluation stack, and the state of any exception handling. When the execution is resumed by calling one of the generator's methods, the function can proceed exactly as if the yield expression were just another external call. The value of the yield expression after resuming depends on the method which resumed the execution. If __next__() is used (typically via either a for or the next() builtin) then the result is None. Otherwise, if send() is used, then the result will be the value passed in to that method.

所有這些使生成器函數(shù)與協(xié)程非常相似;它們 yield 多次,它們具有多個(gè)入口點(diǎn),并且它們的執(zhí)行可以被掛起。唯一的區(qū)別是生成器函數(shù)不能控制在它在 yield 后交給哪里繼續(xù)執(zhí)行;控制權(quán)總是轉(zhuǎn)移到生成器的調(diào)用者。

try 結(jié)構(gòu)中的任何位置都允許yield表達(dá)式。如果生成器在(因?yàn)橐糜?jì)數(shù)到零或是因?yàn)楸焕厥?銷毀之前沒有恢復(fù)執(zhí)行,將調(diào)用生成器-迭代器的 close() 方法. close 方法允許任何掛起的 finally 子句執(zhí)行。

當(dāng)使用 yield from <expr> 時(shí),所提供的表達(dá)式必須是一個(gè)可迭代對(duì)象。 迭代該可迭代對(duì)象所產(chǎn)生的值會(huì)被直接傳遞給當(dāng)前生成器方法的調(diào)用者。 任何通過 send() 傳入的值以及任何通過 throw() 傳入的異常如果有適當(dāng)?shù)姆椒▌t會(huì)被傳給下層迭代器。 如果不是這種情況,那么 send() 將引發(fā) AttributeErrorTypeError,而 throw() 將立即引發(fā)所轉(zhuǎn)入的異常。

當(dāng)下層迭代器完成時(shí),被引發(fā)的 StopIteration 實(shí)例的 value 屬性會(huì)成為 yield 表達(dá)式的值。 它可以在引發(fā) StopIteration 時(shí)被顯式地設(shè)置,也可以在子迭代器是一個(gè)生成器時(shí)自動(dòng)地設(shè)置(通過從子生成器返回一個(gè)值)。

在 3.3 版更改: 添加 yield from <expr> 以委托控制流給一個(gè)子迭代器。

當(dāng)yield表達(dá)式是賦值語句右側(cè)的唯一表達(dá)式時(shí),括號(hào)可以省略。

參見

PEP 255 - 簡(jiǎn)單生成器

在 Python 中加入生成器和 yield 語句的提議。

PEP 342 - 通過增強(qiáng)型生成器實(shí)現(xiàn)協(xié)程

增強(qiáng)生成器 API 和語法的提議,使其可以被用作簡(jiǎn)單的協(xié)程。

PEP 380 - 委托給子生成器的語法

The proposal to introduce the yield_from syntax, making delegation to subgenerators easy.

PEP 525 - 異步生成器

通過給協(xié)程函數(shù)加入生成器功能對(duì) PEP 492 進(jìn)行擴(kuò)展的提議。

6.2.9.1. 生成器-迭代器的方法?

這個(gè)子小節(jié)描述了生成器迭代器的方法。 它們可被用于控制生成器函數(shù)的執(zhí)行。

請(qǐng)注意在生成器已經(jīng)在執(zhí)行時(shí)調(diào)用以下任何方法都會(huì)引發(fā) ValueError 異常。

generator.__next__()?

Starts the execution of a generator function or resumes it at the last executed yield expression. When a generator function is resumed with a __next__() method, the current yield expression always evaluates to None. The execution then continues to the next yield expression, where the generator is suspended again, and the value of the expression_list is returned to __next__()'s caller. If the generator exits without yielding another value, a StopIteration exception is raised.

此方法通常是隱式地調(diào)用,例如通過 for 循環(huán)或是內(nèi)置的 next() 函數(shù)。

generator.send(value)?

恢復(fù)執(zhí)行并向生成器函數(shù)“發(fā)送”一個(gè)值。 value 參數(shù)將成為當(dāng)前 yield 表達(dá)式的結(jié)果。 send() 方法會(huì)返回生成器所產(chǎn)生的下一個(gè)值,或者如果生成器沒有產(chǎn)生下一個(gè)值就退出則會(huì)引發(fā) StopIteration。 當(dāng)調(diào)用 send() 來啟動(dòng)生成器時(shí),它必須以 None 作為調(diào)用參數(shù),因?yàn)檫@時(shí)沒有可以接收值的 yield 表達(dá)式。

generator.throw(value)?
generator.throw(type[, value[, traceback]])

Raises an exception at the point where the generator was paused, and returns the next value yielded by the generator function. If the generator exits without yielding another value, a StopIteration exception is raised. If the generator function does not catch the passed-in exception, or raises a different exception, then that exception propagates to the caller.

In typical use, this is called with a single exception instance similar to the way the raise keyword is used.

For backwards compatability, however, the second signature is supported, following a convention from older versions of Python. The type argument should be an exception class, and value should be an exception instance. If the value is not provided, the type constructor is called to get an instance. If traceback is provided, it is set on the exception, otherwise any existing __traceback__ attribute stored in value may be cleared.

generator.close()?

在生成器函數(shù)暫停的位置引發(fā) GeneratorExit。 如果之后生成器函數(shù)正常退出、關(guān)閉或引發(fā) GeneratorExit (由于未捕獲該異常) 則關(guān)閉并返回其調(diào)用者。 如果生成器產(chǎn)生了一個(gè)值,關(guān)閉會(huì)引發(fā) RuntimeError。 如果生成器引發(fā)任何其他異常,它會(huì)被傳播給調(diào)用者。 如果生成器已經(jīng)由于異?;蛘M顺鰟t close() 不會(huì)做任何事。

6.2.9.2. 例子?

這里是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,演示了生成器和生成器函數(shù)的行為:

>>>
>>> def echo(value=None):
...     print("Execution starts when 'next()' is called for the first time.")
...     try:
...         while True:
...             try:
...                 value = (yield value)
...             except Exception as e:
...                 value = e
...     finally:
...         print("Don't forget to clean up when 'close()' is called.")
...
>>> generator = echo(1)
>>> print(next(generator))
Execution starts when 'next()' is called for the first time.
1
>>> print(next(generator))
None
>>> print(generator.send(2))
2
>>> generator.throw(TypeError, "spam")
TypeError('spam',)
>>> generator.close()
Don't forget to clean up when 'close()' is called.

對(duì)于 yield from 的例子, 參見“Python 有什么新變化”中的 PEP 380: 委托給子生成器的語法。

6.2.9.3. 異步生成器函數(shù)?

在一個(gè)使用 async def 定義的函數(shù)或方法中出現(xiàn)的 yield 表達(dá)式會(huì)進(jìn)一步將該函數(shù)定義為一個(gè) asynchronous generator 函數(shù)。

當(dāng)一個(gè)異步生成器函數(shù)被調(diào)用時(shí),它會(huì)返回一個(gè)名為異步生成器對(duì)象的異步迭代器。 此對(duì)象將在之后控制該生成器函數(shù)的執(zhí)行。 異步生成器對(duì)象通常被用在協(xié)程函數(shù)的 async for 語句中,類似于在 for 語句中使用生成器對(duì)象。

Calling one of the asynchronous generator's methods returns an awaitable object, and the execution starts when this object is awaited on. At that time, the execution proceeds to the first yield expression, where it is suspended again, returning the value of expression_list to the awaiting coroutine. As with a generator, suspension means that all local state is retained, including the current bindings of local variables, the instruction pointer, the internal evaluation stack, and the state of any exception handling. When the execution is resumed by awaiting on the next object returned by the asynchronous generator's methods, the function can proceed exactly as if the yield expression were just another external call. The value of the yield expression after resuming depends on the method which resumed the execution. If __anext__() is used then the result is None. Otherwise, if asend() is used, then the result will be the value passed in to that method.

如果一個(gè)異步生成器恰好因 break、調(diào)用方任務(wù)被取消,或是其他異常而提前退出,生成器的異步清理代碼將會(huì)運(yùn)行并可能引發(fā)異常或訪問意外上下文中的上下文變量 -- 也許是在它所依賴的任務(wù)的生命周期之后,或是在異步生成器垃圾回收鉤子被調(diào)用時(shí)的事件循環(huán)關(guān)閉期間。 為了防止這種情況,調(diào)用方必須通過調(diào)用 aclose() 方法來顯式地關(guān)閉異步生成器以終結(jié)生成器并最終從事件循環(huán)中將其分離。

在異步生成器函數(shù)中,yield 表達(dá)式允許出現(xiàn)在 try 結(jié)構(gòu)的任何位置。 但是,如果一個(gè)異步生成器在其被終結(jié)(由于引用計(jì)數(shù)達(dá)到零或被作為垃圾回收)之前未被恢復(fù),則then a yield expression within a try 結(jié)構(gòu)中的 yield 表達(dá)式可能導(dǎo)致掛起的 finally 子句執(zhí)行失敗。 在此情況下,應(yīng)由運(yùn)行該異步生成器的事件循環(huán)或任務(wù)調(diào)度器來負(fù)責(zé)調(diào)用異步生成器-迭代器的 aclose() 方法并運(yùn)行所返回的協(xié)程對(duì)象,從而允許任何掛起的 finally 子句得以執(zhí)行。

為了能在事件循環(huán)終結(jié)時(shí)執(zhí)行最終化處理,事件循環(huán)應(yīng)當(dāng)定義一個(gè) 終結(jié)器 函數(shù),它接受一個(gè)異步生成器迭代器并將調(diào)用 aclose() 且執(zhí)行該協(xié)程。 這個(gè) 終結(jié)器 可以通過調(diào)用 sys.set_asyncgen_hooks() 來注冊(cè)。 當(dāng)首次迭代時(shí),異步生成器迭代器將保存已注冊(cè)的 終結(jié)器 以便在最終化時(shí)調(diào)用。 有關(guān) 終結(jié)器 方法的參考示例請(qǐng)查看在 Lib/asyncio/base_events.py 的中的 asyncio.Loop.shutdown_asyncgens 實(shí)現(xiàn)。

yield from <expr> 表達(dá)式如果在異步生成器函數(shù)中使用會(huì)引發(fā)語法錯(cuò)誤。

6.2.9.4. 異步生成器-迭代器方法?

這個(gè)子小節(jié)描述了異步生成器迭代器的方法,它們可被用于控制生成器函數(shù)的執(zhí)行。

coroutine agen.__anext__()?

Returns an awaitable which when run starts to execute the asynchronous generator or resumes it at the last executed yield expression. When an asynchronous generator function is resumed with an __anext__() method, the current yield expression always evaluates to None in the returned awaitable, which when run will continue to the next yield expression. The value of the expression_list of the yield expression is the value of the StopIteration exception raised by the completing coroutine. If the asynchronous generator exits without yielding another value, the awaitable instead raises a StopAsyncIteration exception, signalling that the asynchronous iteration has completed.

此方法通常是通過 async for 循環(huán)隱式地調(diào)用。

coroutine agen.asend(value)?

返回一個(gè)可等待對(duì)象,它在運(yùn)行時(shí)會(huì)恢復(fù)該異步生成器的執(zhí)行。 與生成器的 send() 方法一樣,此方法會(huì)“發(fā)送”一個(gè)值給異步生成器函數(shù),其 value 參數(shù)會(huì)成為當(dāng)前 yield 表達(dá)式的結(jié)果值。 asend() 方法所返回的可等待對(duì)象將返回生成器產(chǎn)生的下一個(gè)值,其值為所引發(fā)的 StopIteration,或者如果異步生成器沒有產(chǎn)生下一個(gè)值就退出則引發(fā) StopAsyncIteration。 當(dāng)調(diào)用 asend() 來啟動(dòng)異步生成器時(shí),它必須以 None 作為調(diào)用參數(shù),因?yàn)檫@時(shí)沒有可以接收值的 yield 表達(dá)式。

coroutine agen.athrow(type[, value[, traceback]])?

返回一個(gè)可等待對(duì)象,它會(huì)在異步生成器暫停的位置引發(fā) type 類型的異常,并返回該生成器函數(shù)所產(chǎn)生的下一個(gè)值,其值為所引發(fā)的 StopIteration 異常。 如果異步生成器沒有產(chǎn)生下一個(gè)值就退出,則將由該可等待對(duì)象引發(fā) StopAsyncIteration 異步。 如果生成器函數(shù)沒有捕獲傳入的異常,或引發(fā)了另一個(gè)異常,則當(dāng)可等待對(duì)象運(yùn)行時(shí)該異常會(huì)被傳播給可等待對(duì)象的調(diào)用者。

coroutine agen.aclose()?

返回一個(gè)可等待對(duì)象,它會(huì)在運(yùn)行時(shí)向異步生成器函數(shù)暫停的位置拋入一個(gè) GeneratorExit。 如果該異步生成器函數(shù)正常退出、關(guān)閉或引發(fā) GeneratorExit (由于未捕獲該異常) 則返回的可等待對(duì)象將引發(fā) StopIteration 異常。 后續(xù)調(diào)用異步生成器所返回的任何其他可等待對(duì)象將引發(fā) StopAsyncIteration 異常。 如果異步生成器產(chǎn)生了一個(gè)值,該可等待對(duì)象會(huì)引發(fā) RuntimeError。 如果異步生成器引發(fā)任何其他異常,它會(huì)被傳播給可等待對(duì)象的調(diào)用者。 如果異步生成器已經(jīng)由于異常或正常退出則后續(xù)調(diào)用 aclose() 將返回一個(gè)不會(huì)做任何事的可等待對(duì)象。

6.3. 原型?

原型代表編程語言中最緊密綁定的操作。 它們的句法如下:

primary ::=  atom | attributeref | subscription | slicing | call

6.3.1. 屬性引用?

屬性引用是后面帶有一個(gè)句點(diǎn)加一個(gè)名稱的原型:

attributeref ::=  primary "." identifier

此原型必須求值為一個(gè)支持屬性引用的類型的對(duì)象,多數(shù)對(duì)象都支持屬性引用。 隨后該對(duì)象會(huì)被要求產(chǎn)生以指定標(biāo)識(shí)符為名稱的屬性。 這個(gè)產(chǎn)生過程可通過重載 __getattr__() 方法來自定義。 如果這個(gè)屬性不可用,則將引發(fā) AttributeError 異常。 否則的話,所產(chǎn)生對(duì)象的類型和值會(huì)根據(jù)該對(duì)象來確定。 對(duì)同一屬性引用的多次求值可能產(chǎn)生不同的對(duì)象。

6.3.2. 抽取?

The subscription of an instance of a container class will generally select an element from the container. The subscription of a generic class will generally return a GenericAlias object.

subscription ::=  primary "[" expression_list "]"

When an object is subscripted, the interpreter will evaluate the primary and the expression list.

The primary must evaluate to an object that supports subscription. An object may support subscription through defining one or both of __getitem__() and __class_getitem__(). When the primary is subscripted, the evaluated result of the expression list will be passed to one of these methods. For more details on when __class_getitem__ is called instead of __getitem__, see __class_getitem__ versus __getitem__.

If the expression list contains at least one comma, it will evaluate to a tuple containing the items of the expression list. Otherwise, the expression list will evaluate to the value of the list's sole member.

For built-in objects, there are two types of objects that support subscription via __getitem__():

  1. Mappings. If the primary is a mapping, the expression list must evaluate to an object whose value is one of the keys of the mapping, and the subscription selects the value in the mapping that corresponds to that key. An example of a builtin mapping class is the dict class.

  2. Sequences. If the primary is a sequence, the expression list must evaluate to an int or a slice (as discussed in the following section). Examples of builtin sequence classes include the str, list and tuple classes.

The formal syntax makes no special provision for negative indices in sequences. However, built-in sequences all provide a __getitem__() method that interprets negative indices by adding the length of the sequence to the index so that, for example, x[-1] selects the last item of x. The resulting value must be a nonnegative integer less than the number of items in the sequence, and the subscription selects the item whose index is that value (counting from zero). Since the support for negative indices and slicing occurs in the object's __getitem__() method, subclasses overriding this method will need to explicitly add that support.

A string is a special kind of sequence whose items are characters. A character is not a separate data type but a string of exactly one character.

6.3.3. 切片?

切片就是在序列對(duì)象(字符串、元組或列表)中選擇某個(gè)范圍內(nèi)的項(xiàng)。 切片可被用作表達(dá)式以及賦值或 del 語句的目標(biāo)。 切片的句法如下:

slicing      ::=  primary "[" slice_list "]"
slice_list   ::=  slice_item ("," slice_item)* [","]
slice_item   ::=  expression | proper_slice
proper_slice ::=  [lower_bound] ":" [upper_bound] [ ":" [stride] ]
lower_bound  ::=  expression
upper_bound  ::=  expression
stride       ::=  expression

此處的正式句法中存在一點(diǎn)歧義:任何形似表達(dá)式列表的東西同樣也會(huì)形似切片列表,因此任何抽取操作也可以被解析為切片。 為了不使句法更加復(fù)雜,于是通過定義將此情況解析為抽取優(yōu)先于解析為切片來消除這種歧義(切片列表未包含正確的切片就屬于此情況)。

切片的語義如下所述。 元型通過一個(gè)根據(jù)下面的切片列表來構(gòu)造的鍵進(jìn)行索引(與普通抽取一樣使用 __getitem__() 方法)。 如果切片列表包含至少一個(gè)逗號(hào),則鍵將是一個(gè)包含切片項(xiàng)轉(zhuǎn)換的元組;否則的話,鍵將是單個(gè)切片項(xiàng)的轉(zhuǎn)換。 切片項(xiàng)如為一個(gè)表達(dá)式,則其轉(zhuǎn)換就是該表達(dá)式。 一個(gè)正確切片的轉(zhuǎn)換就是一個(gè)切片對(duì)象(參見 標(biāo)準(zhǔn)類型層級(jí)結(jié)構(gòu) 一節(jié)),該對(duì)象的 start, stopstep 屬性將分別為表達(dá)式所給出的下界、上界和步長(zhǎng)值,省略的表達(dá)式將用 None 來替換。

6.3.4. 調(diào)用?

所謂調(diào)用就是附帶可能為空的一系列 參數(shù) 來執(zhí)行一個(gè)可調(diào)用對(duì)象 (例如 function):

call                 ::=  primary "(" [argument_list [","] | comprehension] ")"
argument_list        ::=  positional_arguments ["," starred_and_keywords]
                            ["," keywords_arguments]
                          | starred_and_keywords ["," keywords_arguments]
                          | keywords_arguments
positional_arguments ::=  positional_item ("," positional_item)*
positional_item      ::=  assignment_expression | "*" expression
starred_and_keywords ::=  ("*" expression | keyword_item)
                          ("," "*" expression | "," keyword_item)*
keywords_arguments   ::=  (keyword_item | "**" expression)
                          ("," keyword_item | "," "**" expression)*
keyword_item         ::=  identifier "=" expression

一個(gè)可選項(xiàng)為在位置和關(guān)鍵字參數(shù)后加上逗號(hào)而不影響語義。

此原型必須求值為一個(gè)可調(diào)用對(duì)象(用戶定義的函數(shù),內(nèi)置函數(shù),內(nèi)置對(duì)象的方法,類對(duì)象,類實(shí)例的方法以及任何具有 __call__() 方法的對(duì)象都是可調(diào)用對(duì)象)。 所有參數(shù)表達(dá)式將在嘗試調(diào)用前被求值。 請(qǐng)參閱 函數(shù)定義 一節(jié)了解正式的 parameter 列表句法。

If keyword arguments are present, they are first converted to positional arguments, as follows. First, a list of unfilled slots is created for the formal parameters. If there are N positional arguments, they are placed in the first N slots. Next, for each keyword argument, the identifier is used to determine the corresponding slot (if the identifier is the same as the first formal parameter name, the first slot is used, and so on). If the slot is already filled, a TypeError exception is raised. Otherwise, the argument is placed in the slot, filling it (even if the expression is None, it fills the slot). When all arguments have been processed, the slots that are still unfilled are filled with the corresponding default value from the function definition. (Default values are calculated, once, when the function is defined; thus, a mutable object such as a list or dictionary used as default value will be shared by all calls that don't specify an argument value for the corresponding slot; this should usually be avoided.) If there are any unfilled slots for which no default value is specified, a TypeError exception is raised. Otherwise, the list of filled slots is used as the argument list for the call.

CPython implementation detail: 某些實(shí)現(xiàn)可能提供位置參數(shù)沒有名稱的內(nèi)置函數(shù),即使它們?cè)谖臋n說明的場(chǎng)合下有“命名”,因此不能以關(guān)鍵字形式提供參數(shù)。 在 CPython 中,以 C 編寫并使用 PyArg_ParseTuple() 來解析其參數(shù)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)就屬于這種情況。

如果存在比正式參數(shù)空位多的位置參數(shù),將會(huì)引發(fā) TypeError 異常,除非有一個(gè)正式參數(shù)使用了 *identifier 句法;在此情況下,該正式參數(shù)將接受一個(gè)包含了多余位置參數(shù)的元組(如果沒有多余位置參數(shù)則為一個(gè)空元組)。

如果任何關(guān)鍵字參數(shù)沒有與之對(duì)應(yīng)的正式參數(shù)名稱,將會(huì)引發(fā) TypeError 異常,除非有一個(gè)正式參數(shù)使用了 **identifier 句法,該正式參數(shù)將接受一個(gè)包含了多余關(guān)鍵字參數(shù)的字典(使用關(guān)鍵字作為鍵而參數(shù)值作為與鍵對(duì)應(yīng)的值),如果沒有多余關(guān)鍵字參數(shù)則為一個(gè)(新的)空字典。

如果函數(shù)調(diào)用中出現(xiàn)了 *expression 句法,expression 必須求值為一個(gè) iterable。 來自該可迭代對(duì)象的元素會(huì)被當(dāng)作是額外的位置參數(shù)。 對(duì)于 f(x1, x2, *y, x3, x4) 調(diào)用,如果 y 求值為一個(gè)序列 y1, ..., yM,則它就等價(jià)于一個(gè)帶有 M+4 個(gè)位置參數(shù) x1, x2, y1, ..., yM, x3, x4 的調(diào)用。

這樣做的一個(gè)后果是雖然 *expression 句法可能出現(xiàn)于顯式的關(guān)鍵字參數(shù) 之后,但它會(huì)在關(guān)鍵字參數(shù)(以及任何 **expression 參數(shù) -- 見下文) 之前 被處理。 因此:

>>>
>>> def f(a, b):
...     print(a, b)
...
>>> f(b=1, *(2,))
2 1
>>> f(a=1, *(2,))
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: f() got multiple values for keyword argument 'a'
>>> f(1, *(2,))
1 2

It is unusual for both keyword arguments and the *expression syntax to be used in the same call, so in practice this confusion does not often arise.

如果函數(shù)調(diào)用中出現(xiàn)了 **expression 句法,expression 必須求值為一個(gè) mapping,其內(nèi)容會(huì)被當(dāng)作是額外的關(guān)鍵字參數(shù)。 如果一個(gè)關(guān)鍵字已存在(作為顯式關(guān)鍵字參數(shù),或來自另一個(gè)拆包),則將引發(fā) TypeError 異常。

使用 *identifier**identifier 句法的正式參數(shù)不能被用作位置參數(shù)空位或關(guān)鍵字參數(shù)名稱。

在 3.5 版更改: 函數(shù)調(diào)用接受任意數(shù)量的 *** 拆包,位置參數(shù)可能跟在可迭代對(duì)象拆包 (*) 之后,而關(guān)鍵字參數(shù)可能跟在字典拆包 (**) 之后。 由 PEP 448 發(fā)起最初提議。

除非引發(fā)了異常,調(diào)用總是會(huì)有返回值,返回值也可能為 None。 返回值的計(jì)算方式取決于可調(diào)用對(duì)象的類型。

如果類型為---

用戶自定義函數(shù):

函數(shù)的代碼塊會(huì)被執(zhí)行,并向其傳入?yún)?shù)列表。 代碼塊所做的第一件事是將正式形參綁定到對(duì)應(yīng)參數(shù);相關(guān)描述參見 函數(shù)定義 一節(jié)。 當(dāng)代碼塊執(zhí)行 return 語句時(shí),由其指定函數(shù)調(diào)用的返回值。

內(nèi)置函數(shù)或方法:

具體結(jié)果依賴于解釋器;有關(guān)內(nèi)置函數(shù)和方法的描述參見 內(nèi)置函數(shù)。

類對(duì)象:

返回該類的一個(gè)新實(shí)例。

類實(shí)例方法:

調(diào)用相應(yīng)的用戶自定義函數(shù),向其傳入的參數(shù)列表會(huì)比調(diào)用的參數(shù)列表多一項(xiàng):該實(shí)例將成為第一個(gè)參數(shù)。

類實(shí)例:

該類必須定義有 __call__() 方法;作用效果將等價(jià)于調(diào)用該方法。

6.4. await 表達(dá)式?

掛起 coroutine 的執(zhí)行以等待一個(gè) awaitable 對(duì)象。 只能在 coroutine function 內(nèi)部使用。

await_expr ::=  "await" primary

3.5 新版功能.

6.5. 冪運(yùn)算符?

冪運(yùn)算符的綁定比在其左側(cè)的一元運(yùn)算符更緊密;但綁定緊密程度不及在其右側(cè)的一元運(yùn)算符。 句法如下:

power ::=  (await_expr | primary) ["**" u_expr]

因此,在一個(gè)未加圓括號(hào)的冪運(yùn)算符和單目運(yùn)算符序列中,運(yùn)算符將從右向左求值(這不會(huì)限制操作數(shù)的求值順序): -1**2 結(jié)果將為 -1。

冪運(yùn)算符與附帶兩個(gè)參數(shù)調(diào)用內(nèi)置 pow() 函數(shù)具有相同的語義:結(jié)果為對(duì)其左參數(shù)進(jìn)行其右參數(shù)所指定冪次的乘方運(yùn)算。 數(shù)值參數(shù)會(huì)先轉(zhuǎn)換為相同類型,結(jié)果也為轉(zhuǎn)換后的類型。

對(duì)于 int 類型的操作數(shù),結(jié)果將具有與操作數(shù)相同的類型,除非第二個(gè)參數(shù)為負(fù)數(shù);在那種情況下,所有參數(shù)會(huì)被轉(zhuǎn)換為 float 類型并輸出 float 類型的結(jié)果。 例如,10**2 返回 100,而 10**-2 返回 0.01。

對(duì) 0.0 進(jìn)行負(fù)數(shù)冪次運(yùn)算將導(dǎo)致 ZeroDivisionError。 對(duì)負(fù)數(shù)進(jìn)行分?jǐn)?shù)冪次運(yùn)算將返回 complex 數(shù)值。 (在早期版本中這將引發(fā) ValueError。)

此運(yùn)算符可使用特殊的 __pow__() 方法來自定義。

6.6. 一元算術(shù)和位運(yùn)算?

所有算術(shù)和位運(yùn)算具有相同的優(yōu)先級(jí):

u_expr ::=  power | "-" u_expr | "+" u_expr | "~" u_expr

一元的 - (負(fù)值) 運(yùn)算符會(huì)產(chǎn)生其數(shù)字參數(shù)的負(fù)值;該運(yùn)算可通過 __neg__() 特殊方法來重載。

一元的 + (正值) 運(yùn)算符會(huì)原樣輸出其數(shù)字參數(shù);該運(yùn)算可通過 __pos__() 特殊方法來重載。

一元的 ~ (取反) 運(yùn)算符會(huì)對(duì)其整數(shù)參數(shù)按位取反。 x 的按位取反被定義為 -(x+1)。 它只作用于整數(shù)或是重載了 __invert__() 特殊方法的自定義對(duì)象。

在所有三種情況下,如果參數(shù)的類型不正確,將引發(fā) TypeError 異常。

6.7. 二元算術(shù)運(yùn)算符?

二元算術(shù)運(yùn)算符遵循傳統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)。 請(qǐng)注意某些此類運(yùn)算符也作用于特定的非數(shù)字類型。 除冪運(yùn)算符以外只有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)別,一個(gè)作用于乘法型運(yùn)算符,另一個(gè)作用于加法型運(yùn)算符:

m_expr ::=  u_expr | m_expr "*" u_expr | m_expr "@" m_expr |
            m_expr "http://" u_expr | m_expr "/" u_expr |
            m_expr "%" u_expr
a_expr ::=  m_expr | a_expr "+" m_expr | a_expr "-" m_expr

運(yùn)算符 * (乘) 將輸出其參數(shù)的乘積。 兩個(gè)參數(shù)或者必須都為數(shù)字,或者一個(gè)參數(shù)必須為整數(shù)而另一個(gè)參數(shù)必須為序列。 在前一種情況下,兩個(gè)數(shù)字將被轉(zhuǎn)換為相同類型然后相乘。 在后一種情況下,將執(zhí)行序列的重復(fù);重復(fù)因子為負(fù)數(shù)將輸出空序列。

此運(yùn)算可使用特殊的 __mul__()__rmul__() 方法來自定義。

運(yùn)算符 @ (at) 的目標(biāo)是用于矩陣乘法。 沒有內(nèi)置 Python 類型實(shí)現(xiàn)此運(yùn)算符。

3.5 新版功能.

運(yùn)算符 / (除) 和 // (整除) 將輸出其參數(shù)的商。 兩個(gè)數(shù)字參數(shù)將先被轉(zhuǎn)換為相同類型。 整數(shù)相除會(huì)輸出一個(gè) float 值,整數(shù)相整除的結(jié)果仍是整數(shù);整除的結(jié)果就是使用 'floor' 函數(shù)進(jìn)行算術(shù)除法的結(jié)果。 除以零的運(yùn)算將引發(fā) ZeroDivisionError 異常。

This operation can be customized using the special __truediv__() and __floordiv__() methods.

運(yùn)算符 % (模) 將輸出第一個(gè)參數(shù)除以第二個(gè)參數(shù)的余數(shù)。 兩個(gè)數(shù)字參數(shù)將先被轉(zhuǎn)換為相同類型。 右參數(shù)為零將引發(fā) ZeroDivisionError 異常。 參數(shù)可以為浮點(diǎn)數(shù),例如 3.14%0.7 等于 0.34 (因?yàn)?3.14 等于 4*0.7 + 0.34)。 模運(yùn)算符的結(jié)果的正負(fù)總是與第二個(gè)操作數(shù)一致(或是為零);結(jié)果的絕對(duì)值一定小于第二個(gè)操作數(shù)的絕對(duì)值 1。

整除與模運(yùn)算符的聯(lián)系可通過以下等式說明: x == (x//y)*y + (x%y)。 此外整除與模也可通過內(nèi)置函數(shù) divmod() 來同時(shí)進(jìn)行: divmod(x, y) == (x//y, x%y)。 2。

除了對(duì)數(shù)字執(zhí)行模運(yùn)算,運(yùn)算符 % 還被字符串對(duì)象重載用于執(zhí)行舊式的字符串格式化(又稱插值)。 字符串格式化句法的描述參見 Python 庫(kù)參考的 printf 風(fēng)格的字符串格式化 一節(jié)。

取余 運(yùn)算可使用特殊的 __mod__() 方法來自定義。

整除運(yùn)算符,模運(yùn)算符和 divmod() 函數(shù)未被定義用于復(fù)數(shù)。 如果有必要可以使用 abs() 函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)。

運(yùn)算符 + (addition) 將輸出其參數(shù)的和。 兩個(gè)參數(shù)或者必須都為數(shù)字,或者都為相同類型的序列。 在前一種情況下,兩個(gè)數(shù)字將被轉(zhuǎn)換為相同類型然后相加。 在后一種情況下,將執(zhí)行序列拼接操作。

此運(yùn)算可使用特殊的 __add__()__radd__() 方法來自定義。

運(yùn)算符 - (減) 將輸出其參數(shù)的差。 兩個(gè)數(shù)字參數(shù)將先被轉(zhuǎn)換為相同類型。

此運(yùn)算可使用特殊的 __sub__() 方法來自定義。

6.8. 移位運(yùn)算?

移位運(yùn)算的優(yōu)先級(jí)低于算術(shù)運(yùn)算:

shift_expr ::=  a_expr | shift_expr ("<<" | ">>") a_expr

這些運(yùn)算符接受整數(shù)參數(shù)。 它們會(huì)將第一個(gè)參數(shù)左移或右移第二個(gè)參數(shù)所指定的比特位數(shù)。

此運(yùn)算可使用特殊的 __lshift__()__rshift__() 方法來自定義。

右移 n 位被定義為被 pow(2,n) 整除。 左移 n 位被定義為乘以 pow(2,n)。

6.9. 二元位運(yùn)算?

三種位運(yùn)算具有各不相同的優(yōu)先級(jí):

and_expr ::=  shift_expr | and_expr "&" shift_expr
xor_expr ::=  and_expr | xor_expr "^" and_expr
or_expr  ::=  xor_expr | or_expr "|" xor_expr

& 運(yùn)算符會(huì)對(duì)其參數(shù)執(zhí)行按位 AND,參數(shù)必須都為整數(shù)或者其中之一必須為重載了 __and__()__rand__() 特殊方法的自定義對(duì)象。

^ 運(yùn)算符會(huì)對(duì)其參數(shù)執(zhí)行按位 XOR (異 OR),參數(shù)必須都為整數(shù)或者其中之一必須為重載了 __xor__()__rxor__() 特殊方法的自定義對(duì)象。

| 運(yùn)算符會(huì)對(duì)其參數(shù)執(zhí)行按位 (合并) OR,參數(shù)必須都為整數(shù)或者其中之一必須為重載了 __or__()__ror__() 特殊方法的自定義對(duì)象。

6.10. 比較運(yùn)算?

與 C 不同,Python 中所有比較運(yùn)算的優(yōu)先級(jí)相同,低于任何算術(shù)、移位或位運(yùn)算。 另一個(gè)與 C 不同之處在于 a < b < c 這樣的表達(dá)式會(huì)按傳統(tǒng)算術(shù)法則來解讀:

comparison    ::=  or_expr (comp_operator or_expr)*
comp_operator ::=  "<" | ">" | "==" | ">=" | "<=" | "!="
                   | "is" ["not"] | ["not"] "in"

比較運(yùn)算會(huì)產(chǎn)生布爾值: TrueFalse。 自定義的 富比較方法 可能返回非布爾值。 在此情況下 Python 將在布爾運(yùn)算上下文中對(duì)該值調(diào)用 bool()。

比較運(yùn)算可以任意串連,例如 x < y <= z 等價(jià)于 x < y and y <= z,除了 y 只被求值一次(但在兩種寫法下當(dāng) x < y 值為假時(shí) z 都不會(huì)被求值)。

正式的說法是這樣:如果 a, b, c, ..., y, z 為表達(dá)式而 op1, op2, ..., opN 為比較運(yùn)算符,則 a op1 b op2 c ... y opN z 就等價(jià)于 a op1 b and b op2 c and ... y opN z,不同點(diǎn)在于每個(gè)表達(dá)式最多只被求值一次。

請(qǐng)注意 a op1 b op2 c 不意味著在 ac 之間進(jìn)行任何比較,因此,如 x < y > z 這樣的寫法是完全合法的(雖然也許不太好看)。

6.10.1. 值比較?

運(yùn)算符 <, >, ==, >=, <=!= 將比較兩個(gè)對(duì)象的值。 兩個(gè)對(duì)象不要求為相同類型。

對(duì)象、值與類型 一章已說明對(duì)象都有相應(yīng)的值(還有類型和標(biāo)識(shí)號(hào))。 對(duì)象值在 Python 中是一個(gè)相當(dāng)抽象的概念:例如,對(duì)象值并沒有一個(gè)規(guī)范的訪問方法。 而且,對(duì)象值并不要求具有特定的構(gòu)建方式,例如由其全部數(shù)據(jù)屬性組成等。 比較運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)了一個(gè)特定的對(duì)象值概念。 人們可以認(rèn)為這是通過實(shí)現(xiàn)對(duì)象比較間接地定義了對(duì)象值。

由于所有類型都是 object 的(直接或間接)子類型,它們都從 object 繼承了默認(rèn)的比較行為。 類型可以通過實(shí)現(xiàn) 豐富比較方法 例如 __lt__() 來定義自己的比較行為,詳情參見 基本定制。

默認(rèn)的一致性比較 (==!=) 是基于對(duì)象的標(biāo)識(shí)號(hào)。 因此,具有相同標(biāo)識(shí)號(hào)的實(shí)例一致性比較結(jié)果為相等,具有不同標(biāo)識(shí)號(hào)的實(shí)例一致性比較結(jié)果為不等。 規(guī)定這種默認(rèn)行為的動(dòng)機(jī)是希望所有對(duì)象都應(yīng)該是自反射的 (即 x is y 就意味著 x == y)。

次序比較 (<, >, <=>=) 默認(rèn)沒有提供;如果嘗試比較會(huì)引發(fā) TypeError。 規(guī)定這種默認(rèn)行為的原因是缺少與一致性比較類似的固定值。

按照默認(rèn)的一致性比較行為,具有不同標(biāo)識(shí)號(hào)的實(shí)例總是不相等,這可能不適合某些對(duì)象值需要有合理定義并有基于值的一致性的類型。 這樣的類型需要定制自己的比較行為,實(shí)際上,許多內(nèi)置類型都是這樣做的。

以下列表描述了最主要內(nèi)置類型的比較行為。

  • 內(nèi)置數(shù)值類型 (數(shù)字類型 --- int, float, complex) 以及標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)類型 fractions.Fractiondecimal.Decimal 可進(jìn)行類型內(nèi)部和跨類型的比較,例外限制是復(fù)數(shù)不支持次序比較。 在類型相關(guān)的限制以內(nèi),它們會(huì)按數(shù)學(xué)(算法)規(guī)則正確進(jìn)行比較且不會(huì)有精度損失。

    非數(shù)字值 float('NaN')decimal.Decimal('NaN') 屬于特例。 任何數(shù)字與非數(shù)字值的排序比較均返回假值。 還有一個(gè)反直覺的結(jié)果是非數(shù)字值不等于其自身。 舉例來說,如果 x = float('NaN')3 < x, x < 3x == x 均為假值,而 x != x 則為真值。 此行為是遵循 IEEE 754 標(biāo)準(zhǔn)的。

  • NoneNotImplemented 都是單例對(duì)象。 PEP 8 建議單例對(duì)象的比較應(yīng)當(dāng)總是通過 isis not 而不是等于運(yùn)算符來進(jìn)行。

  • 二進(jìn)制碼序列 (bytesbytearray 的實(shí)例) 可進(jìn)行類型內(nèi)部和跨類型的比較。 它們使用其元素的數(shù)字值按字典順序進(jìn)行比較。

  • 字符串 (str 的實(shí)例) 使用其字符的 Unicode 碼位數(shù)字值 (內(nèi)置函數(shù) ord() 的結(jié)果) 按字典順序進(jìn)行比較。 3

    字符串和二進(jìn)制碼序列不能直接比較。

  • 序列 (tuple, listrange 的實(shí)例) 只可進(jìn)行類型內(nèi)部的比較,range 還有一個(gè)限制是不支持次序比較。 以上對(duì)象的跨類型一致性比較結(jié)果將是不相等,跨類型次序比較將引發(fā) TypeError。

    序列比較是按字典序?qū)ο鄳?yīng)元素進(jìn)行逐個(gè)比較。 內(nèi)置容器通常設(shè)定同一對(duì)象與其自身是相等的。 這使得它們能跳過同一對(duì)象的相等性檢測(cè)以提升運(yùn)行效率并保持它們的內(nèi)部不變性。

    內(nèi)置多項(xiàng)集間的字典序比較規(guī)則如下:

    • 兩個(gè)多項(xiàng)集若要相等,它們必須為相同類型、相同長(zhǎng)度,并且每對(duì)相應(yīng)的元素都必須相等(例如,[1,2] == (1,2) 為假值,因?yàn)轭愋筒煌?/p>

    • 對(duì)于支持次序比較的多項(xiàng)集,排序與其第一個(gè)不相等元素的排序相同(例如 [1,2,x] <= [1,2,y] 的值與``x <= y`` 相同)。 如果對(duì)應(yīng)元素不存在,較短的多項(xiàng)集排序在前(例如 [1,2] < [1,2,3] 為真值)。

  • 兩個(gè)映射 (dict 的實(shí)例) 若要相等,必須當(dāng)且僅當(dāng)它們具有相同的 (鍵, 值) 對(duì)。 鍵和值的一致性比較強(qiáng)制規(guī)定自反射性。

    次序比較 (<, >, <=>=) 將引發(fā) TypeError

  • 集合 (setfrozenset 的實(shí)例) 可進(jìn)行類型內(nèi)部和跨類型的比較。

    它們將比較運(yùn)算符定義為子集和超集檢測(cè)。 這類關(guān)系沒有定義完全排序(例如 {1,2}{2,3} 兩個(gè)集合不相等,即不為彼此的子集,也不為彼此的超集。 相應(yīng)地,集合不適宜作為依賴于完全排序的函數(shù)的參數(shù)(例如如果給出一個(gè)集合列表作為 min(), max()sorted() 的輸入將產(chǎn)生未定義的結(jié)果)。

    集合的比較強(qiáng)制規(guī)定其元素的自反射性。

  • 大多數(shù)其他內(nèi)置類型沒有實(shí)現(xiàn)比較方法,因此它們會(huì)繼承默認(rèn)的比較行為。

在可能的情況下,用戶定義類在定制其比較行為時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循一些一致性規(guī)則:

  • 相等比較應(yīng)該是自反射的。 換句話說,相同的對(duì)象比較時(shí)應(yīng)該相等:

    x is y 意味著 x == y

  • 比較應(yīng)該是對(duì)稱的。 換句話說,下列表達(dá)式應(yīng)該有相同的結(jié)果:

    x == yy == x

    x != yy != x

    x < yy > x

    x <= yy >= x

  • 比較應(yīng)該是可傳遞的。 下列(簡(jiǎn)要的)例子顯示了這一點(diǎn):

    x > y and y > z 意味著 x > z

    x < y and y <= z 意味著 x < z

  • 反向比較應(yīng)該導(dǎo)致布爾值取反。 換句話說,下列表達(dá)式應(yīng)該有相同的結(jié)果:

    x == ynot x != y

    x < ynot x >= y (對(duì)于完全排序)

    x > ynot x <= y (對(duì)于完全排序)

    最后兩個(gè)表達(dá)式適用于完全排序的多項(xiàng)集(即序列而非集合或映射)。 另請(qǐng)參閱 total_ordering() 裝飾器。

  • hash() 的結(jié)果應(yīng)該與是否相等一致。 相等的對(duì)象應(yīng)該或者具有相同的哈希值,或者標(biāo)記為不可哈希。

Python 并不強(qiáng)制要求這些一致性規(guī)則。 實(shí)際上,非數(shù)字值就是一個(gè)不遵循這些規(guī)則的例子。

6.10.2. 成員檢測(cè)運(yùn)算?

運(yùn)算符 innot in 用于成員檢測(cè)。 如果 xs 的成員則 x in s 求值為 True,否則為 False。 x not in s 返回 x in s 取反后的值。 所有內(nèi)置序列和集合類型以及字典都支持此運(yùn)算,對(duì)于字典來說 in 檢測(cè)其是否有給定的鍵。 對(duì)于 list, tuple, set, frozenset, dict 或 collections.deque 這樣的容器類型,表達(dá)式 x in y 等價(jià)于 any(x is e or x == e for e in y)。

對(duì)于字符串和字節(jié)串類型來說,當(dāng)且僅當(dāng) xy 的子串時(shí) x in yTrue。 一個(gè)等價(jià)的檢測(cè)是 y.find(x) != -1。 空字符串總是被視為任何其他字符串的子串,因此 "" in "abc" 將返回 True。

對(duì)于定義了 __contains__() 方法的用戶自定義類來說,如果 y.__contains__(x) 返回真值則 x in y 返回 True,否則返回 False。

對(duì)于未定義 __contains__() 但定義了 __iter__() 的用戶自定義類來說,如果在對(duì) y 進(jìn)行迭代時(shí)產(chǎn)生了值 z 使得表達(dá)式 x is z or x == z 為真,則 x in yTrue。 如果在迭代期間引發(fā)了異常,則等同于 in 引發(fā)了該異常。

最后將會(huì)嘗試舊式的迭代協(xié)議:如果一個(gè)類定義了 __getitem__(),則當(dāng)且僅當(dāng)存在非負(fù)整數(shù)索引號(hào) i 使得 x is y[i] or x == y[i] 并且沒有更小的索引號(hào)引發(fā) IndexError 異常時(shí) x in yTrue。 (如果引發(fā)了任何其他異常,則等同于 in 引發(fā)了該異常)。

運(yùn)算符 not in 被定義為具有與 in 相反的邏輯值。

6.10.3. 標(biāo)識(shí)號(hào)比較?

運(yùn)算符 isis not 用于檢測(cè)對(duì)象的標(biāo)識(shí)號(hào):當(dāng)且僅當(dāng) xy 是同一對(duì)象時(shí) x is y 為真。 一個(gè)對(duì)象的標(biāo)識(shí)號(hào)可使用 id() 函數(shù)來確定。 x is not y 會(huì)產(chǎn)生相反的邏輯值。 4

6.11. 布爾運(yùn)算?

or_test  ::=  and_test | or_test "or" and_test
and_test ::=  not_test | and_test "and" not_test
not_test ::=  comparison | "not" not_test

在執(zhí)行布爾運(yùn)算的情況下,或是當(dāng)表達(dá)式被用于流程控制語句時(shí),以下值會(huì)被解析為假值: False, None, 所有類型的數(shù)字零,以及空字符串和空容器(包括字符串、元組、列表、字典、集合與凍結(jié)集合)。 所有其他值都會(huì)被解析為真值。 用戶自定義對(duì)象可通過提供 __bool__() 方法來定制其邏輯值。

運(yùn)算符 not 將在其參數(shù)為假值時(shí)產(chǎn)生 True,否則產(chǎn)生 False。

表達(dá)式 x and y 首先對(duì) x 求值;如果 x 為假則返回該值;否則對(duì) y 求值并返回其結(jié)果值。

表達(dá)式 x or y 首先對(duì) x 求值;如果 x 為真則返回該值;否則對(duì) y 求值并返回其結(jié)果值。

請(qǐng)注意 andor 都不限制其返回的值和類型必須為 FalseTrue,而是返回最后被求值的操作數(shù)。 此行為是有必要的,例如假設(shè) s 為一個(gè)當(dāng)其為空時(shí)應(yīng)被替換為某個(gè)默認(rèn)值的字符串,表達(dá)式 s or 'foo' 將產(chǎn)生希望的值。 由于 not 必須創(chuàng)建一個(gè)新值,不論其參數(shù)為何種類型它都會(huì)返回一個(gè)布爾值(例如,not 'foo' 結(jié)果為 False 而非 ''。)

6.12. 賦值表達(dá)式?

assignment_expression ::=  [identifier ":="] expression

An assignment expression (sometimes also called a "named expression" or "walrus") assigns an expression to an identifier, while also returning the value of the expression.

一個(gè)常見用例是在處理匹配的正則表達(dá)式的時(shí)候:

if matching := pattern.search(data):
    do_something(matching)

或者是在處理分塊的文件流的時(shí)候:

while chunk := file.read(9000):
    process(chunk)

3.8 新版功能: 請(qǐng)參閱 PEP 572 了解有關(guān)賦值表達(dá)式的詳情。

6.13. 條件表達(dá)式?

conditional_expression ::=  or_test ["if" or_test "else" expression]
expression             ::=  conditional_expression | lambda_expr

條件表達(dá)式(有時(shí)稱為“三元運(yùn)算符”)在所有 Python 運(yùn)算中具有最低的優(yōu)先級(jí)。

表達(dá)式 x if C else y 首先是對(duì)條件 C 而非 x 求值。 如果 C 為真,x 將被求值并返回其值;否則將對(duì) y 求值并返回其值。

請(qǐng)參閱 PEP 308 了解有關(guān)條件表達(dá)式的詳情。

6.14. lambda 表達(dá)式?

lambda_expr ::=  "lambda" [parameter_list] ":" expression

lambda 表達(dá)式(有時(shí)稱為 lambda 構(gòu)型)被用于創(chuàng)建匿名函數(shù)。 表達(dá)式 lambda parameters: expression 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)函數(shù)對(duì)象 。 該未命名對(duì)象的行為類似于用以下方式定義的函數(shù):

def <lambda>(parameters):
    return expression

請(qǐng)參閱 函數(shù)定義 了解有關(guān)參數(shù)列表的句法。 請(qǐng)注意通過 lambda 表達(dá)式創(chuàng)建的函數(shù)不能包含語句或標(biāo)注。

6.15. 表達(dá)式列表?

expression_list    ::=  expression ("," expression)* [","]
starred_list       ::=  starred_item ("," starred_item)* [","]
starred_expression ::=  expression | (starred_item ",")* [starred_item]
starred_item       ::=  assignment_expression | "*" or_expr

除了作為列表或集合顯示的一部分,包含至少一個(gè)逗號(hào)的表達(dá)式列表將生成一個(gè)元組。 元組的長(zhǎng)度就是列表中表達(dá)式的數(shù)量。 表達(dá)式將從左至右被求值。

一個(gè)星號(hào) * 表示 可迭代拆包。 其操作數(shù)必須為一個(gè) iterable。 該可迭代對(duì)象將被拆解為迭代項(xiàng)的序列,并被包含于在拆包位置上新建的元組、列表或集合之中。

3.5 新版功能: 表達(dá)式列表中的可迭代對(duì)象拆包,最初由 PEP 448 提出。

末尾的逗號(hào)僅在創(chuàng)建單獨(dú)元組 (或稱 單例) 時(shí)需要;在所有其他情況下都是可選項(xiàng)。 沒有末尾逗號(hào)的單獨(dú)表達(dá)式不會(huì)創(chuàng)建一個(gè)元組,而是產(chǎn)生該表達(dá)式的值。 (要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)空元組,應(yīng)使用一對(duì)內(nèi)容為空的圓括號(hào): ()。)

6.16. 求值順序?

Python 按從左至右的順序?qū)Ρ磉_(dá)式求值。 但注意在對(duì)賦值操作求值時(shí),右側(cè)會(huì)先于左側(cè)被求值。

在以下幾行中,表達(dá)式將按其后綴的算術(shù)優(yōu)先順序被求值。:

expr1, expr2, expr3, expr4
(expr1, expr2, expr3, expr4)
{expr1: expr2, expr3: expr4}
expr1 + expr2 * (expr3 - expr4)
expr1(expr2, expr3, *expr4, **expr5)
expr3, expr4 = expr1, expr2

6.17. 運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)?

下表對(duì) Python 中運(yùn)算符的優(yōu)先順序進(jìn)行了總結(jié),從最高優(yōu)先級(jí)(最先綁定)到最低優(yōu)先級(jí)(最后綁定)。 相同單元格內(nèi)的運(yùn)算符具有相同優(yōu)先級(jí)。 除非句法顯式地給出,否則運(yùn)算符均指二元運(yùn)算。 相同單元格內(nèi)的運(yùn)算符從左至右分組(除了冪運(yùn)算是從右至左分組)。

請(qǐng)注意比較、成員檢測(cè)和標(biāo)識(shí)號(hào)檢測(cè)均為相同優(yōu)先級(jí),并具有如 比較運(yùn)算 一節(jié)所描述的從左至右串連特性。

運(yùn)算符

描述

(expressions...),

[expressions...], {key: value...}, {expressions...}

綁定或加圓括號(hào)的表達(dá)式,列表顯示,字典顯示,集合顯示

x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute

抽取,切片,調(diào)用,屬性引用

await x

await 表達(dá)式

**

乘方 5

+x, -x, ~x

正,負(fù),按位非 NOT

*, @, /, //, %

乘,矩陣乘,除,整除,取余 6

+, -

加和減

<<, >>

移位

&

按位與 AND

^

按位異或 XOR

|

按位或 OR

in, not in, is, is not, <, <=, >, >=, !=, ==

比較運(yùn)算,包括成員檢測(cè)和標(biāo)識(shí)號(hào)檢測(cè)

not x

布爾邏輯非 NOT

and

布爾邏輯與 AND

or

布爾邏輯或 OR

if -- else

條件表達(dá)式

lambda

lambda 表達(dá)式

:=

賦值表達(dá)式

備注

1

雖然 abs(x%y) < abs(y) 在數(shù)學(xué)中必為真,但對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)而言,由于舍入的存在,其在數(shù)值上未必為真。 例如,假設(shè)在某個(gè)平臺(tái)上的 Python 浮點(diǎn)數(shù)為一個(gè) IEEE 754 雙精度數(shù)值,為了使 -1e-100 % 1e100 具有與 1e100 相同的正負(fù)性,計(jì)算結(jié)果將是 -1e-100 + 1e100,這在數(shù)值上正好等于 1e100。 函數(shù) math.fmod() 返回的結(jié)果則會(huì)具有與第一個(gè)參數(shù)相同的正負(fù)性,因此在這種情況下將返回 -1e-100。 何種方式更適宜取決于具體的應(yīng)用。

2

如果 x 恰好非常接近于 y 的整數(shù)倍,則由于舍入的存在 x//y 可能會(huì)比 (x-x%y)//y 大。 在這種情況下,Python 會(huì)返回后一個(gè)結(jié)果,以便保持令 divmod(x,y)[0] * y + x % y 盡量接近 x.

3

Unicode 標(biāo)準(zhǔn)明確區(qū)分 碼位 (例如 U+0041) 和 抽象字符 (例如 "大寫拉丁字母 A")。 雖然 Unicode 中的大多數(shù)抽象字符都只用一個(gè)碼位來代表,但也存在一些抽象字符可使用由多個(gè)碼位組成的序列來表示。 例如,抽象字符 "帶有下加符的大寫拉丁字母 C" 可以用 U+00C7 碼位上的單個(gè) 預(yù)設(shè)字符 來表示,也可以用一個(gè) U+0043 碼位上的 基礎(chǔ)字符 (大寫拉丁字母 C) 加上一個(gè) U+0327 碼位上的 組合字符 (組合下加符) 組成的序列來表示。

對(duì)于字符串,比較運(yùn)算符會(huì)按 Unicode 碼位級(jí)別進(jìn)行比較。 這可能會(huì)違反人類的直覺。 例如,"\u00C7" == "\u0043\u0327"False,雖然兩個(gè)字符串都代表同一個(gè)抽象字符 "帶有下加符的大寫拉丁字母 C"。

要按抽象字符級(jí)別(即對(duì)人類來說更直觀的方式)對(duì)字符串進(jìn)行比較,應(yīng)使用 unicodedata.normalize()。

4

由于存在自動(dòng)垃圾收集、空閑列表以及描述器的動(dòng)態(tài)特性,你可能會(huì)注意到在特定情況下使用 is 運(yùn)算符會(huì)出現(xiàn)看似不正常的行為,例如涉及到實(shí)例方法或常量之間的比較時(shí)就是如此。 更多信息請(qǐng)查看有關(guān)它們的文檔。

5

冪運(yùn)算符 ** 綁定的緊密程度低于在其右側(cè)的算術(shù)或按位一元運(yùn)算符,也就是說 2**-10.5。

6

% 運(yùn)算符也被用于字符串格式化;在此場(chǎng)合下會(huì)使用同樣的優(yōu)先級(jí)。