Python 条件表达式求值

Python 条件表达式求值,Python对表达式执行严格排序,其中值得注意的例外情况是短路运算符andor。对语句的求值也有严格的顺序要求,这使得难以对其进行优化,因为可能会破坏严格的求值顺序。

条件表达式的求值让我们可以尝试非严格语句执行顺序。Python中的ifelifelse语句会严格按照从头至尾的顺序进行求值。理想情况下,一门可优化的语言可能会放宽这条规则,这样编译器就可以发现更快的运算顺序来求解条件表达式了,这让我们可以编写出对读者来说顺序合理的表达式,并让编译器能找到更快的求值顺序。

由于缺少优化编译器,非严格执行顺序的概念对Python来说有点牵强。尽管如此,确有其他办法可以将条件语句表示为函数的求值而非执行命令式语句,以此重排运行时语句。

Python具有ifelse条件表达式。运算符if-else是一个短路运算符。这会带来一些很细微的优化,因为两个外部条件中只有一个会基于内部条件的真实性进行求值。当写下x if c else y时,只有在cTrue时才会求解表达式x。此外,表达式y也只有在cFalse时才会求值。这是一个很细微的优化,但仍严格执行运算顺序。

该表达式对于简单条件来说很有用,然而当有多个条件时,它会变得非常复杂,需要小心翼翼地嵌套子表达式,甚至最后可能会得到晦涩难懂的表达式,如下所示:

(x if n==1 else (y if n==2 else z))

上述表达式只会对xyz中的一个进行求值,具体取决于n的值。

如果研究if语句,会发现可以用一些数据结构模拟出if语句的效果。其中一种技术是使用字典的键和匿名函数对象来创建条件和值的一组映射。用表达式表示阶乘函数的一种方法如下:

def fact(n: int) ->int:
    f = {
        n == 0: lambda n: 1,
        n == 1: lambda n: 1,
        n == 2: lambda n: 2,
        n > 2: lambda n: fact(n-1)*n
    }[True]
    return f(n)

该表达式会将传统的ifelifelse语句序列重写为单个表达式。为了更清晰地展示其内部机制,将其分为以下两个步骤。

第一步对各个条件进行求值。如果其中一个给定条件为True,则其余条件都为False。生成的字典将包含两项:一个键为True的匿名函数对象和一个键为False的匿名函数对象。我们会选取键为True的项并将其赋给变量f

该映射过程中使用了匿名函数作为键值,这样在构建字典时并不会对表达式进行求值。我们希望字典选取其中一个匿名函数,并且匿名函数的值便是整个函数的结果。对于输入的参数nreturn语句求解了一个条件为True的匿名函数f

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