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Python 3.8 引入的 Walrus 運(yùn)算符（:=）是語言語法的一項(xiàng)重要改進(jìn)，它引入了賦值表達(dá)式的功能。這個(gè)運(yùn)算符允許開發(fā)者在表達(dá)式中進(jìn)行變量賦值。當(dāng)需要在表達(dá)式中立即使用變量的值時(shí)，Walrus 運(yùn)算符可以編寫更簡潔的代碼。本文將深入探討 Python 的 Walrus 運(yùn)算符的工作原理、用例和優(yōu)勢。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

理解 Walrus 運(yùn)算符及其語法。
識(shí)別 Walrus 運(yùn)算符可以簡化代碼的場景。
在循環(huán)和條件語句等各種上下文中實(shí)現(xiàn) Walrus 運(yùn)算符。
了解使用此運(yùn)算符時(shí)的最佳實(shí)踐和潛在陷阱。

什麼是 Walrus 運(yùn)算符？

Walrus 運(yùn)算符允許在表達(dá)式中執(zhí)行賦值，而不是作為獨(dú)立語句。

Walrus 運(yùn)算符的語法如下：

<code>variable := expression</code>

這意味著您可以為變量賦值，同時(shí)評(píng)估表達(dá)式。該運(yùn)算符因其類似於海象的眼睛和象牙而得名。

基本用法

以下是一個(gè)演示 Walrus 運(yùn)算符如何工作的基本示例：

<code># 使用 Walrus 運(yùn)算符
if (n := len(numbers)) > 0:
    print(f"Length of numbers: {n}")</code>

在此示例中，n 被賦值為 numbers 的長度，同時(shí)在條件檢查中使用。

Python 的 Walrus 運(yùn)算符：語法規(guī)則

以下是使用 Walrus 運(yùn)算符的關(guān)鍵語法規(guī)則：

語法規(guī)則

基本語法: Walrus 運(yùn)算符的基本語法是：

<code>variable := expression</code>

這意味著在評(píng)估表達(dá)式時(shí)，變量被賦值為表達(dá)式的結(jié)果。

位置: Walrus 運(yùn)算符可以在各種上下文中使用，例如 if 語句、while 循環(huán)和列表推導(dǎo)式中。它允許您在同一行中賦值並立即使用該值。
括號(hào)要求: 當(dāng)將 Walrus 運(yùn)算符嵌入更複雜的表達(dá)式（例如三元運(yùn)算符或嵌套表達(dá)式）中時(shí)，可能需要使用括號(hào)來確保正確的評(píng)估順序。例如：

<code>result = (x := some_function()) if x > 10 else "Too low"</code>

變量命名限制: 使用 Walrus 運(yùn)算符賦值的變量必須是簡單的名稱；不能直接使用屬性或下標(biāo)作為名稱。例如，以下無效：

<code>my_object.attr := value  # 無效</code>

不允許在頂層使用: Walrus 運(yùn)算符不能在表達(dá)式的頂層直接賦值，不使用括號(hào)。這意味著您不能編寫類似以下內(nèi)容：

<code>walrus := True  # 無效</code>

請(qǐng)改用括號(hào)：

<code>variable := expression</code>

使用 Walrus 運(yùn)算符的優(yōu)勢

在 Python 3.8 中引入的 Walrus 運(yùn)算符 (:=) 提供了一些可以提高編碼效率和可讀性的優(yōu)勢。通過允許在表達(dá)式中進(jìn)行賦值，它簡化了代碼並減少了冗餘。以下是使用 Walrus 運(yùn)算符的一些主要優(yōu)勢：

簡潔且可讀的代碼

Walrus 運(yùn)算符最重要的優(yōu)點(diǎn)之一是它能夠使代碼更簡潔。通過將賦值和表達(dá)式求值組合到一行中，它減少了對(duì)單獨(dú)賦值語句的需求，這些語句可能會(huì)使代碼混亂。這在需要為變量賦值然後立即使用它的場景中特別有用。

<code># 使用 Walrus 運(yùn)算符
if (n := len(numbers)) > 0:
    print(f"Length of numbers: {n}")</code>

在此示例中，Walrus 運(yùn)算符允許通過在一行中執(zhí)行賦值和檢查來實(shí)現(xiàn)更簡潔的方法。

性能提升

使用 Walrus 運(yùn)算符可以通過避免冗餘計(jì)算來提高性能。當(dāng)處理昂貴的函數(shù)調(diào)用或複雜的表達(dá)式時(shí)，它只執(zhí)行一次計(jì)算，從而節(jié)省時(shí)間和資源。

<code>variable := expression</code>

在這裡，使用 Walrus 運(yùn)算符時(shí)，func(x) 每次迭代只調(diào)用一次，從而顯著提高效率。

簡化列表推導(dǎo)式

Walrus 運(yùn)算符在列表推導(dǎo)式中特別有用，在列表推導(dǎo)式中，您希望根據(jù)某些條件過濾或轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。它允許您計(jì)算一個(gè)值一次，然後在推導(dǎo)式中多次使用它。

<code>result = (x := some_function()) if x > 10 else "Too low"</code>

在這種情況下，slow(num) 每次迭代只對(duì) numbers 的每個(gè)元素求值一次，這使得代碼不僅更高效，而且比傳統(tǒng)的循環(huán)更容易閱讀。

增強(qiáng)的循環(huán)結(jié)構(gòu)

Walrus 運(yùn)算符可以通過允許在循環(huán)條件中進(jìn)行賦值來簡化循環(huán)結(jié)構(gòu)。這使得代碼更簡潔、更直接。

<code>my_object.attr := value  # 無效</code>

此用法消除了在檢查輸入值之前讀取輸入的額外行的需要，使循環(huán)更簡潔。

避免重複的函數(shù)調(diào)用

在許多情況下，尤其是在處理計(jì)算成本高的函數(shù)或迭代器時(shí)，Walrus 運(yùn)算符有助於避免重複調(diào)用，這些重複調(diào)用可能會(huì)降低性能。

<code>walrus := True  # 無效</code>

這確保 expensive_function(x) 每次迭代只執(zhí)行一次，而不是兩次。

Python 的 Walrus 運(yùn)算符的用例

Walrus 運(yùn)算符 (:=) 是 Python 中一個(gè)通用的工具，它允許在表達(dá)式中進(jìn)行賦值。以下是此運(yùn)算符非常有用的用例，以及一些示例來說明其功能和實(shí)用性：

簡化 while 循環(huán)

Walrus 運(yùn)算符在需要重複賦值然後檢查條件的循環(huán)中特別有用。

不使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code>(walrus := True)  # 有效，但不推薦用于簡單的賦值</code>

使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code># 不使用 Walrus 運(yùn)算符
value = get_data()
if value:
    process(value)

# 使用 Walrus 運(yùn)算符
if (value := get_data()):
    process(value)</code>

原因：

data 變量在循環(huán)條件本身中被賦值，消除了冗餘。
此方法減少了代碼混亂，並避免了忘記重新賦值變量的潛在錯(cuò)誤。

改善列表推導(dǎo)式

列表推導(dǎo)式是編寫簡潔代碼的好方法，但有時(shí)您需要計(jì)算和重用值。 Walrus 運(yùn)算符使這變得很容易。

不使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code>variable := expression</code>

使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code># 使用 Walrus 運(yùn)算符
if (n := len(numbers)) > 0:
    print(f"Length of numbers: {n}")</code>

原因：

表達(dá)式 (y := x * x) 計(jì)算 y 並賦值，因此您不必兩次編寫計(jì)算。
這提高了性能並使推導(dǎo)式更緊湊。

優(yōu)化條件語句

Walrus 運(yùn)算符非常適合條件取決於必須首先計(jì)算的值的情況。

不使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code>variable := expression</code>

使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code>result = (x := some_function()) if x > 10 else "Too low"</code>

原因：

賦值和條件合併為一個(gè)步驟，減少了代碼行數(shù)。
這在處理計(jì)算成本高的函數(shù)時(shí)尤其有用。

簡化循環(huán)中的數(shù)據(jù)處理

Walrus 運(yùn)算符可以幫助在迭代時(shí)處理數(shù)據(jù)，例如讀取文件或流。

不使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code>my_object.attr := value  # 無效</code>

使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code>walrus := True  # 無效</code>

原因：

變量 line 在一步中被賦值和檢查，使代碼更簡潔易懂。

組合計(jì)算和條件

當(dāng)您需要為條件計(jì)算一個(gè)值，但稍後也要重用該值時(shí)，Walrus 運(yùn)算符可以減少冗餘。

不使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code>(walrus := True)  # 有效，但不推薦用于簡單的賦值</code>

使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code># 不使用 Walrus 運(yùn)算符
value = get_data()
if value:
    process(value)

# 使用 Walrus 運(yùn)算符
if (value := get_data()):
    process(value)</code>

原因：

計(jì)算和條件合併在一起，無需單獨(dú)的代碼行。

過濾和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)

Walrus 運(yùn)算符可用於在過濾期間執(zhí)行轉(zhuǎn)換，尤其是在函數(shù)式編程模式中。

不使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code># 不使用 Walrus 運(yùn)算符（函數(shù)被多次調(diào)用）
results = [func(x) for x in data if func(x) > threshold]

# 使用 Walrus 運(yùn)算符（函數(shù)只調(diào)用一次）
results = [y for x in data if (y := func(x)) > threshold]</code>

使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code>numbers = [7, 6, 1, 4, 1, 8, 0, 6]
results = [y for num in numbers if (y := slow(num)) > 0]</code>

原因：

轉(zhuǎn)換和過濾邏輯組合到一個(gè)表達(dá)式中，使代碼更簡潔。

分塊讀取流

對(duì)於需要分塊讀取數(shù)據(jù)的操作，Walrus 運(yùn)算符特別有用。

不使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code>while (line := input("Enter something (or 'quit' to exit): ")) != "quit":
    print(f"You entered: {line}")</code>

使用 Walrus 運(yùn)算符：

<code># 多次調(diào)用昂貴的函數(shù)
result = [expensive_function(x) for x in range(10) if expensive_function(x) > 5]

# 使用 Walrus 運(yùn)算符
result = [y for x in range(10) if (y := expensive_function(x)) > 5]</code>

原因：

賦值和條件組合在一起，使循環(huán)更簡潔，更不容易出錯(cuò)。

最佳實(shí)踐

下面我們將看到 Walrus 運(yùn)算符的一些最佳實(shí)踐：

優(yōu)先考慮可讀性: 在 Walrus 運(yùn)算符可以提高清晰度的上下文中使用它，避免使用使讀者感到困惑的複雜表達(dá)式。
避免過度使用: 將其使用限制在簡化代碼的場景中，而不是在每種情況下都隨意使用它。
保持一致的風(fēng)格: 將 Walrus 運(yùn)算符的使用與團(tuán)隊(duì)或項(xiàng)目中已建立的編碼標(biāo)準(zhǔn)保持一致，以提高可維護(hù)性。
在簡單的表達(dá)式中使用: 保持表達(dá)式簡單明了，以確保代碼易於閱讀和理解。
測試邊緣情況: 使用邊緣情況徹底測試您的代碼，以確認(rèn)它在各種條件下都能正確運(yùn)行。

結(jié)論

Walrus 運(yùn)算符是 Python 的一個(gè)強(qiáng)大補(bǔ)充，如果使用得當(dāng)，它可以顯著提高代碼效率和可讀性。通過允許在表達(dá)式中進(jìn)行賦值，它減少了冗餘並簡化了代碼結(jié)構(gòu)。但是，像任何工具一樣，應(yīng)該謹(jǐn)慎地使用它以保持清晰度。