Python/ target=_blank class=infotextkey>Python中的海象運算符到底是什么？

最近在Twitter上看到了一段很有意思的Python代碼，使用了一個叫做海象運算符的東西。代碼如下：

>>> (a := 1)
>>> (a, b := 2, 3)
>>> print(f'a={a}, b={b}')
a=1, b=2

這段代碼看起來很迷惑，尤其是第二行，為什么要用一個冒號和一個等號來賦值？這個運算符到底是什么意思？它有什么用處？今天我們就來解析一下這個神秘的海象運算符。

海象運算符的定義

海象運算符是Python 3.8版本中引入的一個新特性，它的正式名稱是賦值表達式（Assignment Expressions），它的作用是在一個表達式中同時進行賦值和求值。它的語法是：

(target := expr)

其中，target是一個變量名，expr是一個任意的表達式。這個賦值表達式會先計算expr的值，然后將其賦給target，并且返回這個值。所以，我們可以在任何需要表達式的地方使用賦值表達式，比如if語句、while循環、列表推導等。

舉個例子，我們可以用賦值表達式來簡化下面的代碼：

# 原始代碼
name = input("Enter your name: ")
if name:
    print(f"Hello, {name}")
else:
    print("You didn't enter anything")

# 使用賦值表達式
if name := input("Enter your name: "):
    print(f"Hello, {name}")
else:
    print("You didn't enter anything")

可以看到，使用賦值表達式后，我們不需要先定義一個變量來存儲用戶輸入的內容，而是直接在if語句中進行賦值和判斷。這樣可以減少代碼量，提高可讀性。

海象運算符的注意事項

雖然海象運算符看起來很方便，但是也有一些注意事項和限制。下面列舉了一些常見的問題：

• 海象運算符必須使用圓括號括起來，否則會報語法錯誤。這是為了避免和普通的賦值語句混淆，以及避免優先級問題。

• 海象運算符不能用于常量、字面量、關鍵字等不可賦值的對象上，否則會報語法錯誤。

• 海象運算符不能用于同時給多個變量賦值，否則會報語法錯誤。這也是為了避免和普通的賦值語句混淆。

• 海象運算符的作用域是局部的，也就是說，在一個函數或者一個模塊中使用海象運算符定義的變量，在其他地方無法訪問。這是為了避免全局變量污染。

海象運算符的應用場景

海象運算符雖然有一些限制，但是在合適的場景下還是很有用的。比如，在以下幾種情況下，我們可以考慮使用海象運算符：

• 當我們需要在一個表達式中重復使用一個計算結果時，我們可以用海象運算符來避免重復計算。

• 當我們需要在一個條件判斷中同時進行賦值和求值時，我們可以用海象運算符來簡化代碼。

• 當我們需要在一個循環中同時進行賦值和求值時，我們可以用海象運算符來簡化代碼。

下面給出一些具體的例子：

避免重復計算

假設我們有一個函數is_prime(n)，用來判斷一個數是否為素數。如果我們想要打印出所有小于1000的素數及其個數，我們可能會寫出這樣的代碼：

count = 0
for n in range(2, 1000):
    if is_prime(n):
        print(n)
        count += 1
print(f"There are {count} prime numbers less than 1000")

這段代碼雖然能夠實現功能，但是有一個問題：每次判斷is_prime(n)時，都要調用一次函數，并且計算一次結果。如果is_prime(n)函數比較復雜或者耗時，那么這樣就會浪費很多資源。為了避免重復計算，我們可以使用海象運算符來改進：

count = 0
for n in range(2, 1000):
    if result := is_prime(n):
        print(n)
        count += result
print(f"There are {count} prime numbers less than 1000")

這樣就只需要調用一次is_prime(n)函數，并且將結果保存在result變量中。然后在打印和累加時直接使用result變量即可。

簡化條件判斷

假設我們有一個列表names，里面存儲了一些人名。我們想要找出列表中最長的人名，并且打印出來。我們可能會寫出這樣的代碼：

longest_name = ""
for name in names:
    if len(name) > len(longest_name):
        longest_name = name
print(f"The longest name is {longest_name}")

這段代碼雖然能夠實現功能，但是有一個問題：每次判斷len(name) > len(longest_name)時，都要調用兩次len()函數，并且比較兩次長度。為了簡化條件判斷，我們可以使用海象運算符來改進：

longest_name = ""
max_length = 0
for name in names:
    if (length := len(name)) > max_length:
        longest_name = name
        max_length = length
print(f"The longest name is {longest_name}")

這樣就只需要調用一次len(name)函數，并且將結果保存在length變量中。然后在比較和更新時直接使用length變量即可。

簡化循環

假設我們有一個文件data.txt，里面存儲了一些數據。我們想要逐行讀取文件，并且打印出每行數據及其長度。我們可能會寫出這樣的代碼：

with open("data.txt") as f:
    line = f.readline()
    while line:
        print(line, len(line))
        line = f.readline()

這段代碼雖然能夠實現功能，但是有一個問題：每次循環時都要調用兩次f.readline()函數，并且賦值兩次line變量。為了簡化循環，我們可以使用海象運算符來改進：

with open("data.txt") as f:
    while line := f.readline():
        print(line, len(line))

這樣就只需要調用一次f.readline()函數，并且將結果保存在line變量中。然后在打印和判斷時直接使用line變量即可。

海象運算符是Python 3.8版本中引入的一個新特性，它可以讓我們在一個表達式中同時進行賦值和求值。

以上就是勇哥整理的python 海象運算符的使用知識，你學廢了嘛？