Марк Лутц - Изучаем Python, Четвертое издание (1184811), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Здесь вы можете видеть, чтовозможность вложения позволяет легко воспроизводить достаточно сложныеструктуры данных. Для создания подобной структуры на языке C потребовалось бы приложить больше усилий и написать больше программного кода: нампришлось бы описать и объявить структуры и массивы, заполнить их значениями, связать их между собой и так далее.
В языке Python все это делается автоматически – запуск выражения приводит к созданию всей структурывложенных объектов. Фактически это одно из основных преимуществ языковсценариев, таких как Python.Так же, как и в низкоуровневых языках программирования, мы могли бывыполнить освобождение памяти, занимаемой объектами, которые стали ненужны. В языке Python память освобождается автоматически, когда теряет-140Глава 4.
Введение в типы объектов языка Pythonся последняя ссылка на объект, например в случае присваивания переменнойкакого-либо другого значения:>>> rec = 0# Теперь память, занятая объектом, будет освобожденаС технической точки зрения, интерпретатор Python обладает такой особенностью, как сборка мусора, благодаря которой в ходе выполнения программыпроизводится освобождение неиспользуемой памяти, что избавляет нас отнеобходимости предусматривать специальные действия в программном коде.Интерпретатор освобождает память сразу же, как только будет ликвидирована последняя ссылка на объект. С работой этого механизма мы познакомимсядалее, в этой же книге, а пока достаточно знать, что вы можете работать с объектами, не беспокоясь о выделении или освобождении памяти для них.1Сортировка по ключам: циклы forБудучи отображениями, как мы уже видели, словари поддерживают доступк элементам только по ключам.
Однако они кроме того поддерживают рядспецифических для данного типа операций, реализованных в виде методов,которые удобно использовать в разных случаях.Как уже упоминалось ранее, из-за того, что словари не являются последовательностями, они не предусматривают какой-либо надежный способ упорядочения позиций элементов. Это означает, что если мы создадим словарь и попытаемся вывести его содержимое, порядок следования ключей при выводеможет не совпадать с порядком, в каком они определялись:>>> D = {‘a’: 1, ‘b’: 2, ‘c’: 3}>>> D{‘a’: 1, ‘c’: 3, ‘b’: 2}Как же быть, если нам действительно потребуется упорядочить элементы словаря? В наиболее общем случае мы могли бы получить список всех ключейсловаря методом keys, отсортировать их с помощью метода списка sort и затемвыполнить обход значений в цикле for (не забудьте дважды нажать клавишуEnter после ввода цикла for ниже – как уже пояснялось в главе 3, пустая строкав интерактивной оболочке означает окончание составной инструкции):>>> Ks = list(D.keys()) # Неупорядоченный список ключей>>> Ks# Список – в версии 2.6, а в 3.0 – “представление”,[‘a’, ‘c’, ‘b’]# поэтому необходимо использовать функцию list()>>> Ks.sort()>>> Ks[‘a’, ‘b’, ‘c’]# Сортировка списка ключей>>> for key in Ks:# Обход отсортированного списка ключейprint(key, ‘=>’, D[key]) # Здесь дважды нажмите клавишу Enter1Имейте в виду, что запись rec, которую мы создали здесь, в действительности можетбыть записью в базе данных, если бы мы использовали систему хранения объектовPython – простейший способ хранения объектов Python в файлах или в базах данных, обеспечивающих доступ по ключу.
Мы не будем здесь углубляться в подробности, однако позднее мы вернемся к этому вопросу, когда будем рассматривать модулиpickle и shelve.141Словариa => 1b => 2c => 3Этот процесс, состоящий из трех этапов, в последних версиях Python можноупростить до единственной операции, как будет показано в последующих главах, с помощью новой встроенной функции sorted . Эта функция сортируетобъекты разных типов и возвращает результат:>>> D{‘a’: 1, ‘c’: 3, ‘b’: 2}>>> for key in sorted(D):print(key, ‘=>’, D[key])a => 1b => 2c => 3Этот пример может служить поводом для знакомства с циклом for языкаPython.
Цикл for представляет собой самый простой и эффективный способпроизвести обход всех элементов в последовательности и выполнить блок программного кода для каждого из элементов. Переменная цикла, определяемаяпользователем (в данном случае key), служит для ссылки на текущий элемент.В этом примере выводятся ключи и значения несортированного словаря в отсортированном по ключам виде.Цикл for и родственный ему цикл while – это основные способы реализации повторяющихся действий в сценариях. Однако в действительности цикл for (также, как и родственные ему генераторы списков, с которыми мы познакомилисьвыше), является операцией над последовательностью.
Он способен работатьс любыми объектами, являющимися последовательностями, а также с некоторыми объектами, которые последовательностями не являются. Ниже приводится пример обхода всех символов в строке и вывод их в верхнем регистре:>>> for c in ‘spam’:print(c.upper())SPAMЦикл while в языке �����������������������������������������������������Python�����������������������������������������������представляет собой более универсальный инструмент выполнения циклически повторяющихся операций и не имеет прямойсвязи с последовательностями:>>> x = 4>>> while x > 0:print(‘spam!’ * x)x -= 1spam!spam!spam!spam!spam!spam!spam!spam!spam!spam!142Глава 4. Введение в типы объектов языка PythonИнструкции циклов, их синтаксис и свойства мы подробнее рассмотрим нижев этой книге.Итерации и оптимизацияНе случайно цикл for выглядит похожим на выражения-генераторы, введенные ранее: каждый из этих инструментов представляет собой универсальноесредство выполнения итераций.
Фактически обе конструкции способны работать с любыми объектами, которые поддерживают протокол итераций – идею,недавно появившуюся в Python, которая по сути подразумевает наличие в памяти последовательности или объекта, который генерирует по одному элементу за раз в контексте выполнения итерации. Объект попадает в категорию итерируемых, если в ответ на вызов встроенной функции iter (с этим объектомв качестве аргумента) возвращается объект, который позволяет перемещатьсяпо его элементам с помощью функции next. Генераторы списков, с которымимы познакомились выше, являются такими объектами.О протоколе итераций я расскажу позднее в этой же книге.
А пока просто запомните, что любой инструмент языка Python, сканирующий объект слеванаправо, использует протокол итераций. Именно поэтому функция sorted, которая использовалась в предыдущем разделе, способна работать со словаремнепосредственно – нам не требуется вызывать метод keys для получения последовательности, потому что словари являются итерируемыми объектами, длякоторых функция next возвращает следующий ключ.Это также означает, что любой генератор списков, такой, как показано ниже,вычисляющий квадраты чисел в списке:>>> squares = [x ** 2 for x in [1, 2, 3, 4, 5]]>>> squares[1, 4, 9, 16, 25]всегда можно представить в виде эквивалентного цикла for, который создаетсписок с результатами, добавляя новые элементы в ходе выполнения итераций:>>> squares = []>>> for x in [1, 2, 3, 4, 5]: # Эти же операции выполняет и генератор списков,squares.append(x ** 2) # следуя протоколу итераций>>> squares[1, 4, 9, 16, 25]Однако генераторы списков и родственные им инструменты функциональногопрограммирования, такие как функции map и filter, обычно выполняются быстрее, чем цикл for (примерно раза в два), что особенно важно для программ,обрабатывающих большие объемы данных.
И, тем не менее, следует заметить,что оценка производительности – вещь очень хитрая в языке Python, потомучто в процессе разработки он продолжает оптимизироваться, и производительность тех или иных конструкций может изменяться от версии к версии.Главное правило, которому желательно следовать при использовании языкаPython – это простота и удобочитаемость программного кода, а проблему производительности следует рассматривать во вторую очередь, уже после того,как будет создана работоспособная программа и когда проблема производительности программы действительно заслуживает того, чтобы на нее обратили внимание. Но чаще всего ваш программный код будет обладать достаточ-143Словарино высокой производительностью.
Если же вам потребуется оптимизироватьпрограмму, в составе Python вы найдете инструменты, которые помогут вамв этом, включая модули time и timeit, а также модуль profile. Более подробнуюинформацию об этих модулях вы найдете далее в книге и в руководствах поязыку Python.Отсутствующие ключи:проверка с помощью оператора ifНеобходимо сделать еще одно замечание о словарях, прежде чем двинутьсядальше.
Несмотря на то, что операция присваивания значений элементам с несуществующими ключами приводит к расширению словаря, тем не менее, припопытке обратиться к несуществующему элементу возникает ошибка:>>> D{‘a’: 1, ‘c’: 3, ‘b’: 2}>>> D[‘e’] = 99 # Присваивание по новому ключу приводит к расширению словаря>>> D{‘a’: 1, ‘c’: 3, ‘b’: 2, ‘e’: 99}>>> D[‘f’]# Попытка обратиться к несуществующему ключу приводит к ошибке...текст сообщения об ошибке опущен...KeyError: ‘f’Программная ошибка при попытке получить значение несуществующего элемента – это именно то, что нам хотелось бы получать. Но в общем случае присоздании программного кода мы не всегда можем знать, какие ключи будутприсутствовать. Как быть в таких случаях, чтобы не допустить появленияошибок? Для этого можно, например, выполнить предварительную проверку.Применительно к словарям оператор in, проверки на членство, позволяет определить наличие ключа и с помощью условного оператора if выполнить тот илииной программный код (как и в случае инструкции for, не забудьте дваждынажать клавишу Enter после ввода инструкции if в интерактивной оболочке):>>> ‘f’ in DFalse>>> if not ‘f’ in D:Print(‘missing’)missingДалее в этой книге я расскажу подробнее об инструкции if и ее синтаксисе.Однако форма инструкции, которая используется здесь, достаточно очевидна:она состоит из ключевого слова if, следующего за ним выражения, результаткоторого интерпретируется как «истина» или «ложь».
Далее следует блок программного кода, который будет выполнен, если результатом выражения будетзначение «истина». В полной форме инструкция if предусматривает наличиепредложения else – для реализации действия по умолчанию, и одно или более предложение elif (else if) для выполнения других проверок. Это основноесредство выбора в языке Python и именно этим способом мы реализуем логикуработы в наших сценариях.Существуют также и другие способы создания словарей и исключения ошибок обращения к несуществующим элементам словаря: метод get (при обраще-144Глава 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
