Python 高效编程,开发大神都在用的技巧

liftword4个月前 (03-12)技术文章22

写日常开发中,你是否会觉得自己编写的代码不够简洁、不够高效,并且运行的速度都不尽人意呢?别担心,今天就带你解锁那些开发大神爱不释手的Python高效编程技巧,让你的代码实现华丽转身!

数据处理的魔法:生成器与迭代器

在处理大规模数据集的时候,对于内存的管理是开发中经常要面对的一个问题。通过传统的列表推导式虽能够快速便捷的实现,但是会一次性生成完整列表,这样就会占用大量内存空间。通过生成器表达式的方式来实现,效果则截然不同,因为生成器表达式,它就像一个 “按需生产” 的工厂,只有在需要数据的时候才会生成数据,这样的话就会,大大节省内存空间,提高存储效率,如下所示。

# 列表推导式
nums_list = [i for i in range(1, 1000001)]
# 生成器表达式
nums_generator = (i for i in range(1, 1000001))

由于列表推导式返回的是一个列表对象,而生成器表达式返回的是一个生成器对象。对于生成器对象来讲,它遵循的是迭代器协议,可以通过yield关键字来暂停和恢复函数执行,这样就实现了按需生成数据的需求,避免大量的数据加载到内存中,影响内存使用率。这种处理方式在处理海量数据时优势非常明显,例如读取大文件的时候需要逐行的进行文件读取,而不是一次性加载整个数据来进行完整的文件处理。

类定制的高阶玩法:元类

元类,作为一个创建类的类,它的实现赋予了开发者强大扩展能力,开发者可以在创建类的时候动态对类的行为操作进行修改。试想一下,开发者需要自动记录类中所有方法的调用次数,或者对类属性进行统一校验,这种情况下,就可以通过元类来实现,如下所示。

class CountCallsMeta(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        for attr_name, attr_value in attrs.items():
            if callable(attr_value):
                def wrapper(*args, **kwargs):
                    wrapper.call_count = getattr(wrapper, 'call_count', 0) + 1
                    return attr_value(*args, **kwargs)
                attrs[attr_name] = wrapper
        return super().__new__(cls, name, bases, attrs)


class MyClass(metaclass=CountCallsMeta):
    def my_method(self):
        print("Method called")


obj = MyClass()
obj.my_method()
print(obj.my_method.call_count)


这里我们自定义了一个元类CountCallsMeta,然后再其__new__方法中对类的属性进行了遍历,然后将函数属性替换为一个包装函数,这样我们就可以实现对于方法调用次数的统计。在一些大型互联网项目中,可以通过元类来实现通用的日志记录、权限控制等需求,有点类似于Spring Boot中的AOP,这样不仅可以实现功能,而且还可以提升代码的可维护性和复用性。

异步编程的魅力:asyncio 库

在面对一些I/O密集型的任务操作中,例如网络请求、文件读写等,这个时候线程大部分的时间都在等待I/O的操作完成,在此期间CPU处于一个空闲的状态。我们可以通过asyncio库来有效的利用这一段空闲实现的CPU处理能力来提升应用整体的处理能力,asyncio库它允许程序在等待 I/O操作时,去执行其他任务,实现异步执行,如下所示。

import asyncio
import aiohttp


async def fetch(session, url):
    async with session.get(url) as response:
        return await response.text()


async def main():
    urls = ['http://example.com', 'http://example2.com']
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        tasks = [fetch(session, url) for url in urls]
        results = await asyncio.gather(*tasks)
        print(results)


asyncio.run(main())

在上面代码中定义了一个async函数然后通过使用await关键字来实现了多个网络请求的并发执行操作,这样在等待I/O操作的时候CPU就可以执行其他的一些操作,这样一来就极大的提升了程序的执行效率。尤其是在一些爬虫开发、实时数据处理场景中,异步编程能显著提升系统的吞吐量。

总结

掌握这些 Python 高效编程技巧,无论是优化现有代码,还是开发新的项目,都能让你如虎添翼。赶紧在实际项目中实践起来,如果你在应用过程中有任何疑问或心得,欢迎在评论区分享交流!

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