Python應用——多變量的靈活處理

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我們都知道Python是一個非常靈活的語言，以至于如果它不是你的第一門語言，你會發現它總能給你各種各樣的驚喜，讓你忍不住驚歎：woc，還有這種操作。尤其我在系統地學習Python之前是Java後端出身，是以每一階段幾乎都會讓我覺得打開了新世界的大門。今天就和大家介紹一個最基礎，非常好用，但是很多人不知道的操作。

解壓變量

我們都知道，Python允許進行多個變量的指派操作，比如著名的交換兩個元素，如果是在C++或者Java語言當中，如果不通過函數實作，必須要引入第三個變量，比如：

# swap a, b
c = a
a = b
b = c
           

我們要交換a和b必須要引入c，這是因為當我們指派b給a的時候，a原本的值會丢失，是以我們必須要先”緩存“下來。但是由于Python支援多變量指派的操作，是以大可不必引入其他變量就可以完成，是以交換兩個元素在Python當中隻有一行就可以搞定：

a, b = b, a
           

Python的解釋器會直接計算後邊的值然後覆寫左邊，指派是同時進行的，是以不需要引入其他變量，而且看起來也非常geek。

除此之外，Python還支援tuple和list的解壓。

舉個例子，假設我們有一個二進制數組：[1, 2]，我們希望用兩個變量分别擷取它的第0位和第一位，我們當然可以寫成這樣：

l = [1, 2]
a, b = l[0], l[1]
           

其實并不用這麼麻煩，因為當Python檢測到等号左邊是多個變量，右邊是list或者是tuple之後，會自動執行list和tuple的解壓，将它依次指派給對應的元素，是以上面的代碼可以簡化成：

l = [1, 2]
a, b = l
           

那如果l是一個二維數組，我們希望周遊它呢？同樣可以在循環當中使用：

l = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
for i, j in l:
    print(i, j)
           

即使是在變量的組合當中也可以生效：

a, b, c = 1, 3, (4, 5)
print(c)
           

當我們執行這段代碼，螢幕上會輸出什麼呢？是會報錯嗎？還是會解壓(4, 5)這個tuple然後将4指派給c呢？

都不對，輸出的結果是(4, 5)，也就是說Python發現變量數量對不上之後，會自動将tuple當做一個整體進行指派。不但如此，即使是下面這種情況，Python也能自動識别：

a, b, (c, d), e = 1, 3, (4, 5), 7
print(c, d)
           

在上面的指派當中，既有tuple又有普通元素，并且我們的變量也組合成了tuple，這時Python同樣會識别出(4, 5)應該指派給(c, d)這個整體，也就是說4和5分别指派給c和d。

預設元素

在有的時候，我們在擷取元素的時候，源資料當中有我們不需要的字段。雖然Python自動解壓非常友善，但是我們還是要為我們不需要的資料設定變量。在一些情況下這會導緻記憶體的浪費，并且這也不符合我們程式設計的規範，即所有變量都應該派上用場。為了解決這個問題，Python提供預設元素的方法。我們可以使用_來代表一個預設值，_對應的資料不會被存儲下來，隻是為了友善我們”湊齊“元素。

舉個例子，還用上面的例子舉例，假設源資料的格式是這樣：1, 3, (4, 5), 7，但是我們隻需要中間的元組，我們就可以這樣去接收：

_, _, (c, d), _ = 1, 3, (4, 5), 7
           

再比如，當我們周遊dict的時候，有可能我們并不關注dict的key，隻希望獲得它的value，這個時候也可以使用預設符号：

a = {}
for _, v in a.items():
    print(v)
           

壓縮變量

既然變量可以解壓，那麼自然也可以壓縮。想象一個場景，比如有一批衡量工廠零件的資料，這個資料當中除了零件的尺寸之外還包含了零件的名稱，生産日期和工廠名稱等等其他的屬性。假設我們當下希望解析這份資料，并且将零件的尺寸用數組存儲，這個時候應該怎麼辦呢？

比如，零件的資料的規格長這樣：wheel, factory1, 3, 4, 5, 6, 2020-02-02

Python同樣針對這個問題提供了解決方法，就是變量壓縮符*，針對上面那個問題，我們可以寫成：

data = ['wheel', 'factory1', 3, 4, 5, 6, '2020-02-02']
name, factory, *inch, date = data
print(inch)
           

最後我們列印出來的inch是[3, 4, 5, 6]，也就是說通過使用*，我們成功地将中間表示零件尺寸的資料指派進了一個數組當中。這個操作非常重要，因為有可能不同零件尺寸的數量是不同的，如果我們自己寫解析的話就很難處理這個問題。而使用Python當中的 *操作符，我們可以很好地解決這個問題。

聯合使用

到這裡，我們介紹了預設符号的用法，介紹了壓縮符号的用法，問題來了，我們能不能将這兩個符号組合使用，擷取資料當中任意個預設值呢？

當然是可以的，還是剛才的問題，假設我們現在不關心零件的尺寸，想要過濾掉它們，我們隻要對上面的代碼稍作改動即可：

data = ['wheel', 'factory1', 3, 4, 5, 6, '2020-02-02']
name, factory, *_, date = data
           

如此我們就過濾掉了中間若幹個尺寸資訊，僅僅保留了頭尾其他的資訊。

其他用途

到這裡還沒結束，不知道大家在看到 * 這個操作符号的時候有沒有什麼聯想，如果稍稍了解過Python的話，應該會想起Python當中，如果我們想讓一個函數接收任何參數的話，我們可以寫成：

def func(*args, **kw):
    pass
           

其中args其實代表一個數組，kw代表一個dict，這些我們都是知道的。但是前面的 * 和 ** 呢，又代表什麼呢？

代表解壓數組，*自然就代表解壓dict。我們來看個例子：

a = [1, 3, 5]
print(a)
print(*a)
           

請問print(a)和print(a)有什麼差別？如果你試一下就會發現，直接列印a，出來的結果是[1, 3, 5]，如果你列印 a，得到的結果是1, 3, 5。也就是說前者是将a當成一個數組輸出，是一個變量，後者則是将a解壓了，當成了3個變量輸出。那麼同樣的道理，*kw，也是将作為dict的kw解壓，以key: value的形式展開。不過如果你直接調用 *kw會得到一個報錯，這個操作隻能在函數傳遞參數的時候使用。

是以到這裡，我們就明白了，*args和*kw為什麼能夠代表所有參數了。因為前者代表了直接傳遞的必選參數，後者呢，代表提供了預設值的預設參數。這也是為什麼Python限定了預設參數必須放在必選參數後面的原因，一方面是為了消除歧義，另一方面也是為了能夠用*args, *kw來統一表示。

今天的内容雖然簡單，但是在實際代碼當中經常用到，用得好的話可以大大簡化我們coding的難度以及代碼的美觀程度，是以如果對Python感興趣的同學，非常推薦一學。

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參考資料

Python cookbook 第三版

維基百科