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Explore Python's charms by asking WHY questions

Python 为什么？

自从接触到 Python 优雅的语法、流畅的编程体验以及活泼的开源社区后，我就成为了这门语言的忠实粉丝！我阅读了大量的书籍和文章，收获了很多知识，同时也积累了很多自己的思考。

“Python为什么”是一系列文章的合集（含翻译），主要关注 Python 的语法、设计、发展、与其它语言的差别等话题，以一个个“为什么”式的问题为切入点，试着展现 Python 的迷人魅力。

大多数人似乎比较关心“怎么做”（HOW-TO）以及“是什么”（WHAT-IS），因此这类的文章随处可见，同质化极为严重。但是，我更关注的话题是“为什么”（WHY-DO or WHY-NOT-DO），这体现了一种不同的思维方式，它可能偏于务虚，有时候对工作内容不会有实质性的帮助。

回答“为什么”的问题，往往也并非易事，因为一个“为什么”问题的答案通常会引出一个新的“为什么”，最后的答案有可能会走到哲学与美学的范畴，从而出现一种“认同的人完全认同，反对的人坚决反对”的对立局面。最典型的例子就是“为什么 Python 强制使用缩进”，赞同的人（比如我）认为这是 Python 最吸引人的特性之一，而反对的人则会深恶痛绝。

但是，我相信这类问题及回答，有着不可磨灭的重要价值！但愿本仓库收录的话题，能对所有喜爱 Python 和编程的人带来新颖的思考角度，增进自己的编程技艺。

如果你有其它话题建议，欢迎提交 Issue。目前的文章主要是中文，欢迎你来翻译成其它语言的版本，同时，欢迎将翻译后的文件提交 pull request 到本仓库。

文章列表

• Python 设计和历史的常见问题
  • Python 官方提供了约 30 个常见问题的 FAQ，你可以从中快速得到“权威”的解释
• Python 为什么用 len() 函数，不用 x.len() 风格？
  • 介绍了《流畅的Python》及 Guido 的解释
  • 我本人认为这体现了 Python 对世界本质的洞察
  • 文章顺便回答了：为什么 Python 的索引从 0 开始计数？
• Python 为什么使用缩进来划分代码块？
  • 这是个经典的问题，总会被提起，我总结了 8 个原因
  • 有不少人对上述 8 个原因并不买账，因此我补充了一个回复：Python 的缩进绝不是反人类的设计！
  • Guido 在一次采访中说：严格要求代码缩进确实有点夸张，改用花括号，也不是不可以
  • Python 的缩进起源于 ABC，而 ABC 的缩进起源于 60-70 年代的编程畅想
• Python 为什么不用分号作语句终止符？
  • 分号一般有分隔符与终止符两种作用，但 Python 只用分号作为分隔符，却不用它作为终止符， 而是改用换行作为终止符。本文精炼总结了 5 个原因
• Python 为什么没有 main 函数？为什么我不推荐写 main 函数？
  • main 函数作为某些编程语言的执行入口是强制必要的，然而 Python 这门脚本语言有着自己更为灵活的执行方式
  • 在我的编程习惯中，我反感那些不假思索的if __name__ == '__main__' 写法，文中给出了我的编程建议
• Python 为什么推荐蛇形命名法？
  • 编程语言中有好几种变量命名风格，最为流行的两种分别是驼峰命名法和蛇形命名法。本文从编程语言的历史发展过程和语言内部的使用习惯角度，解释了为什么 Python 更偏好于蛇形命名法
• Python 为什么不支持 i++ 自增语法，不提供 ++ 操作符？
  • 有过 C/C++/Java 等语言的编程经验的开发者会疑惑，为什么 Python 中没有 i++ 这样的语法
  • 这个问题反映出 Python 中的数字对象跟其它语言中的数字有着根本性的差异；另外，Python 的可迭代对象特性，也深刻影响着语言的诸多设计方面
• Python 为什么只需一条语句“a,b=b,a”，就能直接交换两个变量？
  • 很多人以为“a,b=b,a”（交换变量操作）跟“a,b=1,2”（多变量赋值）一样，都是基于元组解包的特性，然而 CPython 的实现并非如此
  • CPython 使用专门的优化指令（即 ROT_TWO、ROT_THREE 和 ROT_FOUR）实现栈顶元素的快捷交换
  • 当同时交换的元素数量大于 4 个时，解释器才会跟“a,b=1,2”（多变量赋值）一样，基于解包实现变量赋值
• Python 为什么用 # 号作注释符？
  • 注释符是编程语言中最基础的要素之一，Python 属于“# 号注释符阵营”，原因或许是它遵循着 Shell 等脚本语言的传统
  • Python 中不存在“块注释符”，Guido 曾建议使用多行字符串（multi-line strings）来达到块注释的效果，但这种方案在语义上有点怪异
• Python 为什么要有 pass 语句？
  • pass 是 Python 独有的一种空操作，其它语言并没有这样的设计
  • pass 可以作为一种空间占位符，辅助程序员快速编程，然而这点小用途并非至关重要的
  • 由于 Python 不使用花括号之类的手段来划分代码块，因此在定义空函数时，pass 就成了一种补齐语法逻辑的方案
• Python 为什么会有个奇怪的“...”对象？
  • ... 是 Python3 在 PEP-3100 中引入的一个内置常量，与 Ellipsis 表示同一个对象
  • 官方说它们是单例的，然而这有违事实。要么是文档错了，要么这是一个 Bug ？
  • ... 有什么用处，能够解决什么问题？文中介绍了 4 个用途：扩展切片语法、表达“未完成的代码”语义、Type Hint 用法、表示无限循环
• Python 为什么能支持任意的真值判断？
  • 这也是 Python 与众不同的一个特性，它将其它语言中仅限于布尔类型的操作（if 或 while 或布尔操作 and、or、not），扩展到了任意对象，带来了极大的灵活性
  • 真值判断的结果取决于__bool__() 和 __len__() 这两个魔术方法的返回值
  • Python 甚至可以对数字对象作真值判断（表示 0 的数为 False，其它数为 True）
• Python 函数为什么会默认返回 None？
  • Python 隐性地为没有带 return 的函数添加一个 return 操作，即默认返回 None 值，这是由解释器强行注入的逻辑。这意味着：Python 中不存在无返回值的函数
  • 为什么 Python 要强制令所有函数都有一个返回值呢？为什么它不支持无返回值的空函数呢？
• Python 为什么没有 void 关键字？
  • void 通常指的是一种类型（type），但是它没有具体的值（value）。文中介绍了其它语言需要使用 void 关键字实现的两种功能
  • Python 舍弃了表示“没有值的类型”的 void，统一使用表示“仅有一个值的类型” None，配合前一篇“所有函数必然有返回值”的设计，实现了简单好用的效果
• Python 为什么是强类型语言，不是弱类型语言？
  • 动静类型与强弱类型是两组不同维度的概念，不应混为一谈。在编程语言发展的早期，当强弱类型的概念还未提出时，一些大佬使用动静类型来笼统地描述语言的特性，这是历史原因
  • 如今主流观点以“隐式类型转换”来划分强弱类型，Python 毫无疑问是强类型语言。文中针对几个易混淆的问题，详细解释了为什么 Python 中不存在“隐式类型转换”
• Python 之父为什么嫌弃 lambda 匿名函数？
  • lambda 语法借鉴自 lisp 语言，却遭到 Python 之父的嫌弃，然而它竟从他的屠刀下幸存，这段故事充满戏剧性
  • Python 的 lambda 只支持单行表达式，功能不完备。曾有人提议增强 lambda 语法，Python 之父认为那不是好的设计，因而否决了
  • Guido 提出要一次性移除 reduce()、map()、filter() 以及 lambda，但最后他妥协了
• Python 为什么不支持 switch 语句？
  • 大多数语言都提供了 switch 语句或者极其相似的东西，但在 Python 之父的裁决下，Python 不提供 switch 语句
  • 文章介绍了试图引入 switch 语句的 PEP-275 与 PEP-3103，总结了这两个提案的要点以及被否决的原因
• Python 疑难问题：[] 与 list() 哪个快？为什么快？快多少呢？
  • 两种创建列表的 [] 与 list() 写法，哪一个更快呢，为什么它会更快呢？
  • 文章通过字节码与执行过程的分析，解释了两者执行速度的差异
• 为什么说 Python 内置函数并不是万能的？
  • 内置函数的名称并不是关键字，而内置作用域位于名称查找的最低优先级，因此在调用时，某些内置函数/类型的执行速度就明显慢于它们对应的字面量表示法
• 为什么继承 Python 内置类型会出问题？！
  • 由《流畅的Python》中的例子，引出 Python 在内置类型子类化时不合常理的话题
  • 分析魔术方法的底层实现逻辑及调用关系，解释内置类型存在的问题
  • 介绍了内置类型子类化的最佳实践
• 为什么 Python 的 f-string 可以拼接字符串与数字？
  • Python 是强类型语言，在不经过强制类型转换的情况下，字符串无法拼接数字
  • 介绍了 PEP-498 实现 f-string 的原理
• Python 的切片为什么不会索引越界？
  • 切片是不少编程语言的特性，Python 的切片不仅功能完善，而且在使用上更为灵活
  • 索引越界是一个常见的问题，Python 切片使用了几条规则，屏蔽了可能导致出错的情况
  • 文章介绍了 Python 的解决方案，但是也留下了一个疑问：为什么 Python 的切片语法要允许索引超出边界呢，为什么不设计成抛出索引错误？
• 为什么 range() 生成的不是迭代器？
  • 有很多内置方法可以生成迭代器，然而似乎只有 range() 生成的是可迭代对象，这个 range() 显得非常独特。文中给出了我对此的猜想
  • 我还注意到 range 是一种不可变序列，然而它跟字符串这种不可变序列相比，也有着独特的表现
• Python 为什么要保留显式的 self ？
  • 这也是一个常见问题。这里给出了官方文档的解释，另外附了 Guido 的一篇博客全文
• Python 为什么不设计 do-while 循环结构？
  • 在 C/C++、C#、PHP、Java、JavaScript 等语言中，do-while 是一种基本结构。Python 为什么不沿袭它们的传统呢？有什么特殊的考虑？
  • 文章列举了其它语言中 do-while 语法的主要使用场景，解释了为什么 Python 可以不用这种结构
  • 介绍了 PEP-315 试图引入 do-while 结构的尝试，以及 Guido 的反对意见
• 为什么 Python 3 把 print 改为函数？
  • Python3 与 Python2 最显眼的一个区别就是：print 语句变成了 print() 函数
  • PEP-3105 Make print a function 是对这个问题最好的回答
• 为什么说 Python 最会变魔术的魔术方法是它？
  • __missing__() 是仅在内置类型的子类上才存在的魔术方法，似乎是唯一的特例
  • __missing__() 极为特殊，Python 解释器为它开了后门，实现了最为罕见的“魔术方法间调用”逻辑
• Python 为什么用”elif“，而不是“else if”？
  • elif 写法相比于“else if”更为简洁，这种写法并非 Python 首创。Guido 发推特解释了这种写法的来源
• 为什么 Python、Go 和 Rust 都不支持三元运算符？
  • Python 经历了一个波折的过程才引入条件表达式语法，本文梳理了这段设计背后的故事
  • Go 和 Rust 也不支持三元运算符，但原因各不相同，与 Python 一起比较思考，你会明白更多东西

相关资料

• Python文档：关于语言本身的很多问题，都能在文档中找到解答
• Python增强提案：即 PEP，可查找到语言特性的设计、语法及功能的取舍等内容，中文的部分翻译在 PEP中文翻译计划
• Discussions on Python.org：从邮件组升级而来的更好用的论坛，了解社区最新动态
• Guido博客：Python 之父的博客， 介绍了 Python 语言发展历史的部分话题
• Brett Cannon 的系列文章：Python 核心开发者关于语法糖的系列解析，对了解 Python 语法及其实现原理有一定的帮助

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