Python 為什麼如此設計？
2022-12-18 15:00:35
大概兩年半前，我萌生了要創作一個新的系列文章的想法，也就是「Python為什麼」，試圖對 Python 的語法及特性提出「為什麼」式的問題，以此加深對它的理解，探尋使用技巧、發展演變、設計哲學等話題。
一直以來，我都是一個有著較強問題意識的充滿著好奇心的人，擅長於識別出相似東西的差異，並從差異性上發現事物的獨特意義。
於是，當將 Python 與其它程式語言作比較時，加上閱讀及翻譯了一些 PEP 從而積攢了一些素材後，我就得到了很多的小發現。當確認了國內外的技術社群裡缺少這方面的文章後，我就更確信了這件事的獨特價值。
我當時有個天真的想法，覺得可以按照「十萬個為什麼」的方式，寫出源源不斷的文章……
剛開始的 2020 年下半年，我創作力旺盛，寫了約 20 篇「Python為什麼」系列文章！然而，到了 2021 年，僅有 2 篇！再到 2022 年，也是僅僅 2 篇！！……
時間都去哪兒了？怎麼我才稍稍微偷了個懶兒，它就不見了呢？本來計劃有不少想寫的話題的，怎麼拖著拖著就忘了該怎麼寫了呢……
最近眼看到了年末，我越想越是有些不甘，於是，花了幾天時間，好好梳理了下「Python為什麼」系列文章，優化了 Github 的介紹內容，準備認真把這個系列重拾起來！
我把之前調查問卷裡遺留的問題，以及其它計劃要寫的話題放在 Issues 跟蹤，歡迎大家來提問題/給建議/指導寫作/監督催更……
下面放出的是目前系列文章的介紹，懇請喜歡本系列的同學給顆 star 鼓勵一下！（內容會不斷更新/增長，請以 Github 主頁為準。）
如果你在手機微信端閱讀，由於連結跳轉麻煩，建議你通過這個合集的連結進行閱讀。
文章列表
- Python 設計和歷史的常見問題
- Python 官方提供了約 30 個常見問題的 FAQ，你可以從中快速得到「權威」的解釋
- Python 為什麼用 len() 函數，不用 x.len() 風格？
- 介紹了《流暢的Python》及 Guido 的解釋
- 我本人認為這體現了 Python 對世界本質的洞察
- 文章順便回答了：為什麼 Python 的索引從 0 開始計數？
- Python 為什麼使用縮排來劃分程式碼塊？
- 這是個經典的問題，總會被提起，我總結了 8 個原因
- 有不少人對上述 8 個原因並不買賬，因此我補充了一個回覆：Python 的縮排絕不是反人類的設計！
- Guido 在一次採訪中說：嚴格要求程式碼縮排確實有點誇張，改用花括號，也不是不可以
- Python 的縮排起源於 ABC，而 ABC 的縮排起源於 60-70 年代的程式設計暢想
- Python 為什麼不用分號作語句終止符？
- 分號一般有分隔符與終止符兩種作用，但 Python 只用分號作為分隔符，卻不用它作為終止符， 而是改用換行作為終止符。本文精煉總結了 5 個原因
- Python 為什麼沒有 main 函數？為什麼我不推薦寫 main 函數？
- main 函數作為某些程式語言的執行入口是強制必要的，然而 Python 這門指令碼語言有著自己更為靈活的執行方式
- 在我的程式設計習慣中，我反感那些不假思索的
if __name__ == '__main__'寫法，文中給出了我的程式設計建議
- Python 為什麼推薦蛇形命名法？
- 程式語言中有好幾種變數命名風格，最為流行的兩種分別是駝峰命名法和蛇形命名法。本文從程式語言的歷史發展過程和語言內部的使用習慣角度，解釋了為什麼 Python 更偏好於蛇形命名法
- Python 為什麼不支援 i++ 自增語法，不提供 ++ 操作符？
- 有過 C/C++/Java 等語言的程式設計經驗的開發者會疑惑，為什麼 Python 中沒有 i++ 這樣的語法
- 這個問題反映出 Python 中的數位物件跟其它語言中的數位有著根本性的差異；另外，Python 的可迭代物件特性，也深刻影響著語言的諸多設計方面
- Python 為什麼只需一條語句「a,b=b,a」，就能直接交換兩個變數？
- 很多人以為「a,b=b,a」（交換變數操作）跟「a,b=1,2」（多變數賦值）一樣，都是基於元組解包的特性，然而 CPython 的實現並非如此
- CPython 使用專門的優化指令（即 ROT_TWO、ROT_THREE 和 ROT_FOUR）實現棧頂元素的快捷交換
- 當同時交換的元素數量大於 4 個時，直譯器才會跟「a,b=1,2」（多變數賦值）一樣，基於解包實現變數賦值
- Python 為什麼用 # 號作註釋符？
- 註釋符是程式語言中最基礎的要素之一，Python 屬於「# 號註釋符陣營」，原因或許是它遵循著 Shell 等指令碼語言的傳統
- Python 中不存在「塊註釋符」，Guido 曾建議使用多行字串（multi-line strings）來達到塊註釋的效果，但這種方案在語意上有點怪異
- Python 為什麼要有 pass 語句？
- pass 是 Python 獨有的一種空操作，其它語言並沒有這樣的設計
- pass 可以作為一種空間預留位置，輔助程式設計師快速程式設計，然而這點小用途並非至關重要的
- 由於 Python 不使用花括號之類的手段來劃分程式碼塊，因此在定義空函數時，pass 就成了一種補齊語法邏輯的方案
- Python 為什麼會有個奇怪的「...」物件？
- ... 是 Python3 在 PEP-3100 中引入的一個內建常數，與 Ellipsis 表示同一個物件
- 官方說它們是單例的，然而這有違事實。要麼是檔案錯了，要麼這是一個 Bug ？
- ... 有什麼用處，能夠解決什麼問題？文中介紹了 4 個用途：擴充套件切片語法、表達「未完成的程式碼」語意、Type Hint 用法、表示無限迴圈
- Python 為什麼能支援任意的真值判斷？
- 這也是 Python 與眾不同的一個特性，它將其它語言中僅限於布林型別的操作（if 或 while 或布林操作 and、or、not），擴充套件到了任意物件，帶來了極大的靈活性
- 真值判斷的結果取決於__bool__() 和 __len__() 這兩個魔術方法的返回值
- Python 甚至可以對數位物件作真值判斷（表示 0 的數為 False，其它數為 True）
- Python 函數為什麼會預設返回 None？
- Python 隱性地為沒有帶 return 的函數新增一個 return 操作，即預設返回 None 值，這是由直譯器強行注入的邏輯。這意味著：Python 中不存在無返回值的函數
- 為什麼 Python 要強制令所有函數都有一個返回值呢？為什麼它不支援無返回值的空函數呢？
- Python 為什麼沒有 void 關鍵字？
- void 通常指的是一種型別（type），但是它沒有具體的值（value）。文中介紹了其它語言需要使用 void 關鍵字實現的兩種功能
- Python 捨棄了表示「沒有值的型別」的 void，統一使用表示「僅有一個值的型別」 None，配合前一篇「所有函數必然有返回值」的設計，實現了簡單好用的效果
- Python 為什麼是強型別語言，不是弱型別語言？
- 動靜型別與強弱型別是兩組不同維度的概念，不應混為一談。在程式語言發展的早期，當強弱型別的概念還未提出時，一些大佬使用動靜型別來籠統地描述語言的特性，這是歷史原因
- 如今主流觀點以「隱式型別轉換」來劃分強弱型別，Python 毫無疑問是強型別語言。文中針對幾個易混淆的問題，詳細解釋了為什麼 Python 中不存在「隱式型別轉換」
- Python 之父為什麼嫌棄 lambda 匿名函數？
- lambda 語法借鑑自 lisp 語言，卻遭到 Python 之父的嫌棄，然而它竟從他的屠刀下倖存，這段故事充滿戲劇性
- Python 的 lambda 只支援單行表示式，功能不完備。曾有人提議增強 lambda 語法，Python 之父認為那不是好的設計，因而否決了
- Guido 提出要一次性移除 reduce()、map()、filter() 以及 lambda，但最後他妥協了
- Python 為什麼不支援 switch 語句？
- 大多數語言都提供了 switch 語句或者極其相似的東西，但在 Python 之父的裁決下，Python 不提供 switch 語句
- 文章介紹了試圖引入 switch 語句的 PEP-275 與 PEP-3103，總結了這兩個提案的要點以及被否決的原因
- Python 疑難問題：[] 與 list() 哪個快？為什麼快？快多少呢？
- 兩種建立列表的 [] 與 list() 寫法，哪一個更快呢，為什麼它會更快呢？
- 文章通過位元組碼與執行過程的分析，解釋了兩者執行速度的差異
- 為什麼說 Python 內建函數並不是萬能的？
- 內建函數的名稱並不是關鍵字，而內建作用域位於名稱查詢的最低優先順序，因此在呼叫時，某些內建函數/型別的執行速度就明顯慢於它們對應的字面量表示法
- 為什麼繼承 Python 內建型別會出問題？！
- 由《流暢的Python》中的例子，引出 Python 在內建型別子類化時不合常理的話題
- 分析魔術方法的底層實現邏輯及呼叫關係，解釋內建型別存在的問題
- 介紹了內建型別子類化的最佳實踐
- 為什麼 Python 的 f-string 可以拼接字串與數位？
- Python 是強型別語言，在不經過強制型別轉換的情況下，字串無法拼接數位
- 介紹了 PEP-498 實現 f-string 的原理
- Python 的切片為什麼不會索引越界？
- 切片是不少程式語言的特性，Python 的切片不僅功能完善，而且在使用上更為靈活
- 索引越界是一個常見的問題，Python 切片使用了幾條規則，遮蔽了可能導致出錯的情況
- 文章介紹了 Python 的解決方案，但是也留下了一個疑問：為什麼 Python 的切片語法要允許索引超出邊界呢，為什麼不設計成丟擲索引錯誤？
- 為什麼 range() 生成的不是迭代器？
- 有很多內建方法可以生成迭代器，然而似乎只有 range() 生成的是可迭代物件，這個 range() 顯得非常獨特。文中給出了我對此的猜想
- 我還注意到 range 是一種不可變序列，然而它跟字串這種不可變序列相比，也有著獨特的表現
- Python 為什麼要保留顯式的 self ？
- 這也是一個常見問題。這裡給出了官方檔案的解釋，另外附了 Guido 的一篇部落格全文
- Python 為什麼不設計 do-while 迴圈結構？
- 在 C/C++、C#、PHP、Java、JavaScript 等語言中，do-while 是一種基本結構。Python 為什麼不沿襲它們的傳統呢？有什麼特殊的考慮？
- 文章列舉了其它語言中 do-while 語法的主要使用場景，解釋了為什麼 Python 可以不用這種結構
- 介紹了 PEP-315 試圖引入 do-while 結構的嘗試，以及 Guido 的反對意見
- 為什麼 Python 3 把 print 改為函數？
- Python3 與 Python2 最顯眼的一個區別就是：print 語句變成了 print() 函數
- PEP-3105 Make print a function 是對這個問題最好的回答
- 為什麼說 Python 最會變魔術的魔術方法是它？
- __missing__() 是僅在內建型別的子類上才存在的魔術方法，似乎是唯一的特例
- __missing__() 極為特殊，Python 直譯器為它開了後門，實現了最為罕見的「魔術方法間呼叫」邏輯
- Python 為什麼用」elif「，而不是「else if」？
- elif 寫法相比於「else if」更為簡潔，這種寫法並非 Python 首創。Guido 發推特解釋了這種寫法的來源
當在兩年半前寫下第一篇「Python為什麼」系列的時候，我無法想象自己會在 2023 年到來之際寫下這一篇宣告重新起航的小結，更無法想象是在下一個兩年半，或者五年半或者更久，再次寫下一篇新的總結。誰說得準呢！
但是，不忘初心，珍惜當下的決心，樹立砥礪前行的恆心，我可以的！
最後，別急著划走啊，請一定記得點個關注、點個 star 哈，喵喵喵~~