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关于python:Python-为什么会有个奇怪的对象

jiezi

本文出自“Python 为什么”系列，请查看全副文章

在写上一篇《Python 为什么要有 pass 语句？》时，我想到一种特地的写法，很多人会把它当成 pass 语句的代替。在文章公布后，果然有三条留言提及了它。

所谓特地的写法就是上面这个：

# 用 ... 代替 pass
def foo():
    ...

它是中文标点符号中的半个省略号，也即由英文的 3 个点组成。如果你是第一次看到，很可能会感觉奇怪：这玩意是怎么回事？（PS：如果你晓得它，认真看过本文后，你同样可能会感觉奇怪！）

1、认识一下“…”内置常量

事实上，它是 Python 3 中的一个内置对象，有个正式的名字叫作——Ellipsis，翻译成中文就是“省略号”。

更精确地说，它是一个内置常量（Built-in Constant），是 6 大内置常量之一（另外几个是 None、False、True、NotImplemented、__debug__）。

对于这个对象的根底性质，上面给出了一张截图，你们应该能明确我的意思：

“…“并不神秘，它只是一个可能不多见的符号型对象而已。用它替换 pass，在语法上并不会报错，因为 Python 容许一个对象不被赋值援用。

严格来说， 这是鸡鸣狗盗，在语义上站不住脚——把“…”或其它常量或已被赋值的变量放在一个空的缩进代码块中，它们是与动作无关的，只能表白出“这有个没用的对象，不必管它”。

Python 容许这些不被理论应用的对象存在，然而聪慧的 IDE 应该会有所提醒（我用的是 Pycharm），比方通知你：Statement seems to have no effect 。

然而“…”这个常量仿佛受到了非凡看待，我的 IDE 上没有作提醒。

很多人曾经习惯上把它当成 pass 那样的空操作来用了（在最早引入它的邮件组探讨中，就是举了这种用法的例子）。但我自己还是偏向于应用 pass，不晓得你是怎么想的呢？

2、奇怪的 Ellipsis 和 …

… 在 PEP-3100 中被引入，最早合入在 Python 3.0 版本，而 Ellipsis 则在更早的版本中就已蕴含。

尽管官网说它们是同一个对象的两种写法，而且说成是单例的（singleton），但我还发现一个十分奇怪的景象，与文档的形容是抵触的：

如你所见，赋值给 … 时会报错 SyntaxError: cannot assign to Ellipsis，然而 Ellipsis 却能够被赋值，它们的行为基本就不同嘛！被赋值之后，Ellipsis 的内存地址以及类型属性都扭转了，它成了一个“变量”，不再是常量。

作为比照，给 True 或 None 之类的常量赋值时，会报错 SyntaxError: cannot assign to XXX，然而给 NotImplemented 常量赋值时不会报错。

家喻户晓，在 Python 2 中也能够给布尔对象（True/False）赋值，然而 Python 3 曾经把它们革新成不可批改的。

所以有一种可能的解释：Ellipsis 和 NotImplemented 是 Python 2 时代的遗留产物，为了兼容性或者只是因为外围开发者脱漏了，所以它们在以后版本（3.8）中还能够被赋值批改。

… 出世在 Python 3 的时代，或者在未来会齐全取代 Ellipsis。目前两者共存，它们不统一的行为值得咱们留神。我的倡议：只应用 ”…” 吧，就当 Ellipsis 曾经被淘汰了。

3、为什么要应用“…”对象？

接下来，让咱们回到题目的问题：Python 为什么要应用“…”对象？

这里就只聚焦于 Python 3 的“…”了，不去追溯 Ellipsis 的历史和现状。

之所以会问这个问题，我的用意是想晓得： 它有什么用途，可能解决什么问题？从而窥探到 Python 语言设计中的更多细节。

大略有如下的几种答案：

（1）扩大切片语法

官网文档中给出了这样的阐明：

Special value used mostly in conjunction with extended slicing syntax for user-defined container data types.

这是个非凡的值，通常跟扩大的切片语法相结合，用在自定义的数据类型容器上。

文档中没有给出具体实现的例子，但用它联合__getitem__() 和 slice() 内置函数，能够实现相似于 [1, …, 7] 取出 7 个数字的切片片段的成果。

因为它次要用在数据操作上，可能大部分人很少接触。据说 Numpy 把它用在了一些语法糖用法上，如果你在用 Numpy 的话，能够摸索一下都有哪些玩法？

（2）表白“未实现的代码”语义

… 能够被用作占位符，也就是我在《Python 为什么要有 pass 语句？》中提到 pass 的作用。前文中对此已有局部剖析。

有人感觉这样很 cute，这种想法取得了 Python 之父 Guido 的反对：

（3）Type Hint 用法

Python 3.5 引入的 Type Hint 是“…”的次要应用场合。

它能够示意不定长的参数，比方 Tuple[int, ...] 示意一个元组，其元素是 int 类型，但数量不限。

它还能够示意不确定的变量类型，比方文档中给出的这个例子：

from typing import TypeVar, Generic

T = TypeVar('T')

def fun_1(x: T) -> T: ...  # T here
def fun_2(x: T) -> T: ...  # and here could be different

fun_1(1)                   # This is OK, T is inferred to be int
fun_2('a')                 # This is also OK, now T is str

T 在函数定义时无奈确定，当函数被调用时，T 的理论类型才被确定。

在 .pyi 格局的文件中，… 随处可见。这是一种存根文件（stub file），次要用于寄存 Python 模块的类型提示信息，给 mypy、pytype 之类的类型查看工具 以及 IDE 来作动态代码查看。

（4）示意有限循环

最初，我认为有一个十分终极的起因，除了引入“…”来示意，没有更好的办法。

先看看两个例子：

两个例子的后果中都呈现了“…”，它示意的是什么货色呢？

对于列表和字典这样的容器，如果其外部元素是可变对象的话，则存储的是对可变对象的援用。那么，当其外部元素又援用容器本身时，就会递归地呈现有限循环援用。

有限循环是无奈穷尽地示意进去的，Python 中用 … 来示意，比拟形象易懂，除了它，恐怕没有更好的抉择。

最初，咱们来总结一下本文的内容：

  • … 是 Python 3 中的一个内置常量，它是一个单例对象，尽管是 Python 2 中就有的 Ellipsis 的别称，但它的性质曾经跟旧对象各奔前程
  • … 能够代替 pass 语句作为占位符应用，然而它作为一个常量对象，在占位符语义上并不谨严。很多人曾经在习惯上承受它了，无妨一用
  • … 在 Python 中不少的应用场景，除了占位符用法，还能够反对扩大切片语法、丰盛 Type Hint 类型查看，以及示意容器对象的有限循环
  • … 对大多数人来说，可能并不多见（有人还可能因为它是一种符号特例而排挤它），但它的存在，有些时候可能带来便当。心愿本文能让更多人意识它，那么文章的目标也就达成了~

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9、Python 为什么要有 pass 语句？

本文属于“Python 为什么”系列（Python 猫出品），该系列次要关注 Python 的语法、设计和倒退等话题，以一个个“为什么”式的问题为切入点，试着展示 Python 的迷人魅力。所有文章将会归档在 Github 上，我的项目地址：https://github.com/chinesehuazhou/python-whydo

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