[讀書筆記] Python 核心編程 (Ch11~12)

第 11 章的 functional programming 算是比較特別的。下面以 functor 代稱 function object。

Chapter 11: Functions and Functional Programming

• 函式無需宣告，定義時即宣告。開始執行函式時需已有定義。
• 可用 default arguments、可做 recursion、可 nesting
• functor 可以：供調用、做為函式參數、存入容器、被 assign ( by reference )。
• documentation string：定義的開端的 unassigned string
• function 若沒有給定 return value，就會隱式回傳 None
• return 多個值時，就是把值塞在 tuple 裡回傳。
• 可用 type() 來模擬靜態型別語言的 function overload
• 用 keyword arguments 就可不按參數順序出牌。但還是需排在 positional arguments 後面。
• 有 default argument 的 parameter 必須列在參數列尾端。
• 在函式定義完成、有了 functor 之後，可以用 . 增加 function attribute
• function / method decorators：以 functor 為參數及回傳值的 function。可用來修改被修飾的函式。用法：
  @deco1(args)
  @deco2
  def func(): pass
  等同於 func = deco1(args)(deco2(func))
• Grouped variable-length arguments 的定義及呼叫語法：
  func(positional_args, keyword_args, *tuple_grp_args, **dict_grp_args)
  其中 informal nonkeyword argument 全被塞進 tuple，informal keyword argument 全被塞進 dictionary。
• anonymous function：lambda [arg1[,arg2...]]: expr。回傳一個 functor。缺點係它是個 one-liner......。想完成更多事，可用它跑 tuple of functions。
• functional programming BIFs：
  map(func, seq) 傳回 list of func(seq[N])
  map(func, seq1[,seq2...]) 傳回 list of tuples(func(seq1[N]), func(seq2[N]),...)
  reduce(func, seq[,init]) 以雙參數的 func 求出 ...func(func(func(init, seq[0]), seq[1]), seq[2])... 的結果值。
• 由 currying 泛化而來的 partial function application，可由 functools module 的 partial 創建。partial(func, args) 傳回 func(args, ...) 這樣已固定某些參數的偏特化 functor。
• variable scope 的規則：對 identifier name 的搜尋由 local scope 到 global scope。
• 以 global 修飾變數，可引用已命名的 global variable。在 Python 3.0 的 nonlocal 出現前，對於 outer scope variable 只能取值而沒辦法賦值 ( assignment 會產生出新的 local variable )。
• closures：「只使用到自身及 outer functions 的變數們、而未用 global variable」的 inner function。據說用途強大廣泛......
• 關於 generator：PEP 255 & PEP 342。含有 yield 的 function 便是 generator function。呼叫它可返回 generator object 。
• 可對 generator object 調用 next() 傳回 yield、send() 塞給 yield、close()。next() 失敗時丟出 StopIteration 異常。

Chapter 12: Modules

• import module [as alias] 之後使用 alias.name 會指涉到 module 內的本尊。
• from module import name 讓之後使用 name 時不必再加前綴 module. 修飾。name 進入本區 namespace，只會被修改到副本而不會影響原 module 內的。
• module 僅在第一次被導入時，被加載並執行。
• import 時會依 sys.path 給的 path list 尋找並導入第一個找到的。導入的 module 的作用域同 import 所在處。
• sys.modules 傳回已導入的 {ModuleName:path} dictionary
• 3 個 namespaces：built-ins、global 以及隨著函式調用而不斷變化的 local
• BIFS：globals() / locals() 回傳該域內所有名稱及其值的字典。reload(module) 可重新載入並執行 module。

[讀書筆記] Python 核心編程 (Ch8~10)

第 8 章分支與迴圈 / 第 9 章檔案與 I/O / 第 10 章錯誤與異常。

一路看下來，Python 確實是個進化中的語言；新的特性不斷導入，舊的特性與過時語法慢慢淡出，一代後浪推前浪......

Chapter 8: Conditionals and Loops

• if、while、break、continue 都沒啥特別的 =3=
• 用 dictionary 查詢會比一狗票 elif 的效率還好。
• C/C++ 的三元運算子 C? T: F 的 Python 寫法是 T if C else F
• 強大的 for 可以捅 iterable object 並自動調用 next()、處理 StopIteration 異常。搭配 range(start, end, step) 服用也不錯。對於巨大的迭代範圍，xrange() 可以迴避 range() 產生完整 list 的開銷。
• pass 用來表示 No OPeration。
• else 還可用來搭配 for、while 做 post-processing：如果迴圈正常完成而非被 break 掉，就跑進 else。
• 對於許多型別，Python 都會自動迭代它。例如 for eachLine in File、for eachKey in Dict 等。底下運作的 iterator，factory function 為 iter()。
• 迭代過程中，別改變迭代對象的內容。
• List comprehensions，來自 Haskell 的激強大工具。結合了 map()、lambda 與 filter()，省心至極。
• Generator expression 與 list comps 類似，返回 generator 供每次計算後將條目 yield 出來。Lazy evaluation 讓它迴避了 list comps 需產生所有物件的記憶體消耗。
• 所以，當只需迭代一次時用 generator expr；需迭代多次或是想使用 result list 的話就用 list comp。對於小型、中型的資料量，兩者的效率差異不大。

Chapter 9: Files and Input/Output

• 抽象的 file-like object：用通用接口完成資料結構的 I/O。例如讀寫檔案、打開 URL 並讀取頁面等。
• 用 open(path, mode) 或 file(path, mode) 都可開啟文件。開啟模式同 C 的 fopen：r 讀、w 寫、+ 讀寫、a 追加寫入、b 二進位、U 讀取時用 UNS。預設值 r。
• readline() 讀取單行及 \n，readlines() 讀取剩餘所有行。writelines() 不會自動加入 \n
• os module 中的有用屬性：linesep 換行符、sep 路徑分隔符、pathsep 路徑們的分隔符、curdir 目前目錄、pardir 父目錄。當然還有很多很好很強大的功能......
• print 不加逗號的話，就會自動附加換行符。
• 程式一執行就可以動用的三個文件：stdin、stdout、stderr。可從 sys module 取用之。
• 同 C，sys.argv[0] 為程式名稱，len(sys.argv) 即 argc。協助處理參數列的 module 有 getopt 和 optparse。
• 協助永久儲存數據 ( 字串、Python 物件 )的 module：marshal、pickle、shelve 等。

Chapter 10: Errors and Exceptions

• try-except：try 區塊出錯時直接跳下來從 except 找對應的異常類別並執行；之後接續 except 後面的語句執行。tuple of exceptions 可對應多個異常。額外參數為 exception class 的 instance，可能提供更詳細的錯誤報告。
• 所有異常皆繼承自 BaseException，可對應所有類型的異常。除去 KeyboardInterrupt 及 SystemExit 的異常類別為 Exception。
• try-except-else：同迴圈，try 沒有發生異常則進入 else。
• finally：無論 try 是否發生 / 捕捉到異常，皆會執行 ( 在 try 裡 return 掉也是 )。try-finally 在 try 出異常時直接跳進 finally，執行完再丟出異常。若由 finally 本身發出異常或 return、break、continue 則原先的異常會蒸發。
• try-(try-except-else-finally)-except......
• with 只能與支援 context management protocol 的 object 協同工作。with open('file', 'r') as f: 開啟檔案為 f 並在區塊中產生異常時依然能自動關閉檔案。
• Section 10.4.2 講 Context Management Protocol。有需要時再回頭翻 =3=
• raise ExClass, args：觸發一個異常，為 ExClass 的 instance，以及塞進去的參數。
• assert expr[,args] 可假想為 raise-if-not，丟出 AssertionError 異常。
• 內建的 standard exceptions 在程式開始前就被載入了。
• Section 10.9 講述如何繼承並創建自訂的異常，有個百餘行的範例碼 =.=
• sys.exc_info() 回傳 (exc_type, exc_value, exc_traceback)
• Exception handling 使程式更正確、成熟、穩固。
• 提供異常處理機制，是為了讓程式員易於追蹤潛在錯誤，並做出相應處理。盡量克制 except，不要 try 一大塊程式碼並 except Exception 然後直接忽略掉。

[讀書筆記] Python 核心編程 (Ch6~7)

繼續洗版。

這兩章講 sequences 和容器，可以體會到 dynamic typing 的靈活之處。最複雜的部份是深淺拷貝的差異...... 可能得食個幾次虧才能記住吧 =.=

Chapter 6: Sequences

• sequences ( 序列型別 string、list、tuple ) 的一大特色是 iterable。
• 對 sequence 取元素 s[-i] 會得到 s[len(s)-i]
• slice 是常用的操作，如 s[start:end:-1] 可得 [start, end) 範圍逆序後的結果。slice 時不會受到 index 的上下限限制。
• 一些可對 iterable object 操作的 Built-in functions：
  enumerate(iter) 傳回迭代對象的 (index, item) tuple。
  zip([item1, item2..., itemN]) 傳回 list of tuples，其中第 n 個 tuple 為 itemX[n] 的集合。
  其它還有像 len(iter)、cmp(iter1, iter2)、max(iter)、min(iter)、sum(iter)、sorted(iter)、reversed(iter) 等。
• 對於 container type 可用 in / not in 測試元素是否存在。字串也可用這種方式檢測子字串存在性。

Strings

• immutable
• Python 沒有單一字元型別，只有字串。字串不是容器。
• 標示字串的雙引號和單引號沒有區別，成對出現就好。
• str.join() 的效率較 + 好 ( 由於 immutable，對於 + 產生的新字串，需要另外分配新的記憶體容納 )。
• 格式化輸出，支援 C 的 printf 的各式參數 ( %0d %3.2f %x %e %E 等 )。可用 value tuple 或 dict{ID:value} 兩種型式。更精細的控制，見書中 Section 6.4。
• print(r'\n') 得 '\\n'。這特性拿來配 regex 可有效降低抓狂機率。
• regex 引擎支援 ur'unicode\n' 這樣的字串。( 一起使用時，u 必須出現在 r 前面。)
• 三引號表示的字串可以包含換行、tab 等字元。
• 字串不會自動包含 C 風格的 NULL，而且 Python 也不依靠 NULL 判定結尾。計算字串長度時可省心一些。
• input = raw_input(s) 印出 s 並將用戶輸入結果存入 input。丟一個在腳本結尾可避免執行完直接蒸發。
• chr(65) 和 ord('a') 分別傳回 'A' 和 97。還有 unichr() 可返回 UCS2/4 的結果。
• Section 6.6 是一大票 String built-in methods，有需要再回去翻吧 =3=。這些 BIMs 可和 unicode 合作愉快。要注意字串是 immutable 的就是。
• 由於 immutable，字串做 assignment 時，lvalue 只能是整個 str object 而不能是 str 的一部份。rvalue 則無此限制。
• 確保字串能正確處理 Unicode 所需做的事：字串以 u 為前綴、以 unicode() 代替 str()、在即將寫出 / 剛讀入時才 encode / decode。

Lists

• mutable container
• += 和 list.extend() 有同樣功效。
• + 的兩個運算元必需有一樣的型別。list.append() 和 list.extend() 可以避開限制。
• list.sort() 排序並返回 None。sorted(List) 返回排完序的列表並且不會改變 List。
• Section 6.15 給了以 list 實作 stack 和 queue 的例子，其中用到 dictionary 搞 function pointer...... 激方便呢 (||。３。)

Tuples

• immutable container。好處？當成參數丟進 function 時可以保證不被改變。
• 大多數操作和 list 一樣。
• 創建單元素的 tuple 時，要加個逗號，以避免小括號被當成語意邏輯分割用。
• tuple 包含的元素保有自己的 immutability。例如 tuple 中包含的 list 元素還是可以被修改。

Shallow & Deep Copies

• shallow copy：創建新的 object，但是其內容還是原物件的 reference。
• deep copy 就真的會摳一份新的、獨立的 reference 過去。
• 對於 mutable type ( list、dictionary... )，assignment operation 會做 shallow copy ( 以 rvalue 的 reference 賦予 lvalue )。
• 這表示當我在盒子上亂塗鴉的話，你也衰洨......
• immutable type 就沒有這種困擾了。我會去撿個畫好的新盒子回來，你的還是亮白如新。
• copy module 的 copy.copy() 做 shallow copy；copy.deepcopy() 做 deep copy。
• 由某方面來說，mutable type 可以當做共享的 C++ static variable
• 這特性實在令人激困惑......

Chapter 7: Mapping and Set Types

Dictionaries

• mutable container。實現 key → value 的映射。
• key 的排列是無序的，且 key 需為 hashable value ( hash(obj) 返回整數而非 TypeError )。Python 由這個 hash value 決定映射的目標位址。
• 數值、字串等 immutable type 皆 hashable。tuple 若只含 immutable 元素則也為 hashable。
• 重複賦值給 key 會把先前映射的 value 刷新。
• BIMs：keys()、values()、傳回 list of tuple(key, value) 的 items()，搭配 for 頗好使。還有 update(dict2)、pop(key)、copy() 等。copy() 傳回 shallow copy，比用 factory function 複製的效率高。sorted(dict) 傳回對 key 排過序的字典。

Sets

• set elements 為無序的 hashable value。
• 有 mutable 的 set 與 immutable 的 frozenset 兩種。
• set 只能由 factory function set() 和 frozenset() 產生。
• 運算子：< 子集、> 超集、| 聯集、& 交集、-- 差集、^ 互斥。產生的集合類型與運算子左邊的集合相同。
• BIMs 與 dictionary 類似。另外有 discard(obj)、add(obj) 等。

[讀書筆記] Python 核心編程 (Ch1~5)

洗版文，第二版「Core Python Programming」及其簡中版「Python 核心編程」的讀書筆記流水帳。總算定下心開始啃蛇文本瞭......

本書主要是針對 Python 2.5 所寫；至於 Python 3.0 的新特性，可以看 Python 官方的 What’s New In Python 3.0

以下不保證筆記內容的正確性。

前四章算是 Introduction，快速掃過一些 Python 的特色與特性。第五章來插花的，數值類型，沒啥難度。

那麼，開始洗版吧 (＞ω＜)♪♪

Chapter 1 ~ 4

• Case sensitive
• Python Enhancement Proposal 8 是重要的 Python code 風格指南。
• import this 可印出 The Zen of Python
• Everything in Python is an object.
• variable 在第一次被 assign 時自動宣告，且為 dynamic typing。
• 基本運算元和 C 類似，支援 bitwise operator 和 +=、*= 等，但不支援 ++、- - ( 會以 unary operator 處理 )。
• 可以使用 2 < 3 < 4 != 5 這樣的述句，由多個隱式 and 連接。
• and 和 or 有 short-circuit evaluation。
• 連續程式碼換行的方法：backslash \、連續字串之間 ( 自動串接 )、三引號的跨行字串、小中大括號之間 () [] {}。
• 基本的分支：if elif else。想用其它語言 switch 那樣的功能，可以把測試值們塞進 list 並用 for 跑它。
• 基本的迴圈：for while
• 基本的資料結構：immutable 的 str 和 tuple，以及 mutable 的 list 和 dict。slice 所產生副本其 mutability 也與原先的相同。
• immutable 是為了效率考量。數字型別也是 immutable 的，i = i + 1 會令 i 指向另一個 object。
• Python 3.0 的 string 將會全部 unicode 化。
• 函式定義時可給 default arguments。沒有給定 return value 的函式，會自動返回 None。
• assignment statement 不會傳回值，但可以 chain。
• variable 的 reference count 降到 0 或發生無意義的循環引用時，會被 garbage collector 清掉。
• 增加變數引用計數的方式如：賦值、做為函式參數、容器元素等。trace / debug 時也會增加 object 的引用數。
• 減少引用計數：離開 scope、原變量名被賦予其它 reference、del statement、從容器 remove 等。
• 在 Python 的 object 模型中，每個 object 都像一個盒子，引用計數如上面貼的標籤。標籤被撕光的無主物，就會被丟進拉雞車。
• module 被 import 時，__name__ 的值為 module name。若 module 被直接執行，__name__ 為 "__main__"。
• 對於 mutable 型別，function argument 以 pass by reference 方式傳遞。immutable type 則是 pass by value。
• 用 local variable 取代 module variable 除了方便性考量以外，還可以提升性能。
• print 會自動換行。加個逗號可以扼止這項悲劇。一次丟一堆參數給 print 會在之間自動加入空格。更精細的排版可以用 "%s%d%f" % (str, 10, 3.0) 這樣的方式控制。
• Python 3.0 中的 print 會全面改為 function 型式以提供更多功能。
• None、值為 0 的數字、empty container 的 boolean value 都是 False (0)。
• type 是 Python 所有 class 的 metaclass。
• == 測試 value equality，而 is 則測試 memorywise equality。
  a is b 等同於 id(a) == id(b)
  例如：print(True is 1) 得到 False
  print(True == 1) 得到 True
  可能的話使用 is 可迴避求值過程的開銷。
• repr(obj) 取得 obj 的代表字串，適合給 python 看。
  str(obj) 取得 obj 的可讀性較佳的字串，適合給人看 ( print 對物件調用這個函式 )。
  通常 obj == eval(repr(obj)) 是成立的。
• 有事沒事可以 help(obj) 一下。

Chapter 5: Numbers

• 數值型別包括整數 int、無限位長整數 long、雙精度 float、複數 complex。摻在一起運算時會自動晉級。
• int 和 long 未來將合併，不必再煩惱其區別和整數溢位瞭。
• decimal module 中的 Decimal 可用來表示精確的十進制小數，以免被 IEEE 754 痛整。
• 目前以運算符 / 對 int 做除法會執行 floor division；未來將改為 real quotient。
• 運算符 // 總是做 floor division ( 包括對 float 型別也是 )。