隨著每個(gè) Python 版本的發(fā)布，都會(huì)添加新模塊，并引入新的更好的做事方式，雖然我們都習(xí)慣了使用好的舊 Python 庫(kù)和某些做事方式，但現(xiàn)在也時(shí)候升級(jí)并利用新的和改進(jìn)的模塊及其特性了。

Pathlib

pathlib 絕對(duì)是 Python 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中最近添加的更大的內(nèi)容之一， 自 Python 3.4 以來(lái)，它一直是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一部分，但很多人仍然使用 os 模塊進(jìn)行文件系統(tǒng)操作。

然而，pathlib 與舊的 os.path 相比具有許多優(yōu)點(diǎn) - 雖然 os 模塊以原始字符串格式表示路徑，但 pathlib 使用面向?qū)ο蟮臉邮?，這使得它更具可讀性和編寫(xiě)自然：

from pathlib import Path
import os.path

# 老方式
two_dirs_up = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
# 新方式，可讀性強(qiáng)
two_dirs_up = Path(__file__).resolve().parent.parent

路徑被視為對(duì)象而不是字符串這一事實(shí)也使得可以創(chuàng)建一次對(duì)象，然后查找其屬性或?qū)ζ溥M(jìn)行操作：

readme = Path("README.md").resolve()

print(f"Absolute path: {readme.absolute()}")
# Absolute path: /home/martin/some/path/README.md
print(f"File name: {readme.name}")
# File name: README.md
print(f"Path root: {readme.root}")
# Path root: /
print(f"Parent directory: {readme.parent}")
# Parent directory: /home/martin/some/path
print(f"File extension: {readme.suffix}")
# File extension: .md
print(f"Is it absolute: {readme.is_absolute()}")
# Is it absolute: True

我最喜歡 pathlib 的一個(gè)特性是可以使用 /（“除法”）運(yùn)算符來(lái)連接路徑：

# Operators:
etc = Path('/etc')

joined = etc / "cron.d" / "anacron"
print(f"Exists? - {joined.exists()}")
# Exists? - True

重要的是要注意 pathlib 只是替代 os.path 而不是整個(gè) os 模塊， 它還包括 glob 模塊的功能，因此如果你習(xí)慣于將 os.path 與 glob.glob 結(jié)合使用，那么你可以完全用pathlib替代它們。

在上面的片段中，我們展示了一些方便的路徑操作和對(duì)象屬性，但 pathlib 還包括你習(xí)慣于 os.path 的所有方法，例如：

print(f"Working directory: {Path.cwd()}") # same as os.getcwd()
# Working directory: /home/martin/some/path
Path.mkdir(Path.cwd() / "new_dir", exist_ok=True) # same as os.makedirs()
print(Path("README.md").resolve()) # same as os.path.abspath()
# /home/martin/some/path/README.md
print(Path.home()) # same as os.path.expanduser()
# /home/martin

有關(guān) os.path 函數(shù)到 pathlib 中新函數(shù)的完整映射，請(qǐng)參閱 官方文檔。

Secrets

說(shuō)到 os 模塊，你應(yīng)該停止使用的另一部分是 os.urandom。相反，你應(yīng)該使用自 Python 3.6 以來(lái)可用的新秘密模塊：

# 老方式:
import os

length = 64

value = os.urandom(length)
print(f"Bytes: {value}")
# Bytes: b'\xfa\xf3...\xf2\x1b\xf5\xb6'
print(f"Hex: {value.hex()}")
# Hex: faf3cc656370e31a938e7...33d9b023c3c24f1bf5

# 新方式:
import secrets

value = secrets.token_bytes(length)
print(f"Bytes: {value}")
# Bytes: b'U\xe9n\x87...\x85>\x04j:\xb0'
value = secrets.token_hex(length)
print(f"Hex: {value}")
# Hex: fb5dd85e7d73f7a08b8e3...4fd9f95beb08d77391

使用 os.urandom 實(shí)際上并不是這里的問(wèn)題，引入secrets模塊的原因是因?yàn)槿藗兪褂秒S機(jī)模塊來(lái)生成密碼等，即使隨機(jī)模塊不產(chǎn)生密碼安全令牌。

根據(jù)文檔，隨機(jī)模塊不應(yīng)用于安全目的， 你應(yīng)該使用 secrets 或 os.urandom，但 secrets 模塊絕對(duì)更可取，因?yàn)樗容^新，并且包含一些用于十六進(jìn)制令牌的實(shí)用程序/便利方法以及 URL 安全令牌。

Zoneinfo

在 Python 3.9 之前，沒(méi)有用于時(shí)區(qū)操作的內(nèi)置庫(kù)，所以每個(gè)人都在使用 pytz，但現(xiàn)在我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)庫(kù)中有 zoneinfo，所以是時(shí)候切換了。

from datetime import datetime
import pytz # pip install pytz

dt = datetime(2022, 6, 4)
nyc = pytz.timezone("America/New_York")

localized = nyc.localize(dt)
print(f"Datetime: {localized}, Timezone: {localized.tzname()}, TZ Info: {localized.tzinfo}")

# 新方式:
from zoneinfo import ZoneInfo

nyc = ZoneInfo("America/New_York")
localized = datetime(2022, 6, 4, tzinfo=nyc)
print(f"Datetime: {localized}, Timezone: {localized.tzname()}, TZ Info: {localized.tzinfo}")
# Datetime: 2022-06-04 00:00:00-04:00, Timezone: EDT, TZ Info: America/New_York

datetime 模塊將所有時(shí)區(qū)操作委托給抽象基類(lèi) datetime.tzinfo， 這個(gè)抽象基類(lèi)需要一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)——在引入這個(gè)很可能來(lái)自 pytz 的模塊之前?，F(xiàn)在我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)庫(kù)中有 zoneinfo，我們可以使用它。

然而，使用 zoneinfo 有一個(gè)警告——它假定系統(tǒng)上有可用的時(shí)區(qū)數(shù)據(jù)，UNIX 系統(tǒng)就是這種情況， 如果你的系統(tǒng)沒(méi)有時(shí)區(qū)數(shù)據(jù)，那么你應(yīng)該使用 tzdata 包，它是由 CPython 核心開(kāi)發(fā)人員維護(hù)的第一方庫(kù)，其中包含 IANA 時(shí)區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)。

Dataclasses

Python 3.7 的一個(gè)重要補(bǔ)充是 dataclasses 包，它是 namedtuple 的替代品。

你可能想知道為什么需要替換 namedtuple？以下是你應(yīng)該考慮切換到數(shù)據(jù)類(lèi)的一些原因：

• 它可以是可變的

• 默認(rèn)提供 repr、eq、init、hash 魔術(shù)方法，

• 允許指定默認(rèn)值，

• 支持繼承。

  此外，數(shù)據(jù)類(lèi)還支持 frozen 和 slots（從 3.10 開(kāi)始）屬性以提供與命名元組的特征奇偶校驗(yàn)。

切換真的不應(yīng)該太難，因?yàn)槟阒恍枰亩x：

# 老方式:
# from collections import namedtuple
from typing import NamedTuple
import sys

User = NamedTuple("User", [("name", str), ("surname", str), ("password", bytes)])

u = User("John", "Doe", b'tfeL+uD...\xd2')
print(f"Size: {sys.getsizeof(u)}")
# Size: 64

# 新方式:
from dataclasses import dataclass

@dataclass()
class User:
name: str
surname: str
password: bytes

u = User("John", "Doe", b'tfeL+uD...\xd2')

print(u)
# User(name='John', surname='Doe', password=b'tfeL+uD...\xd2')

print(f"Size: {sys.getsizeof(u)}, {sys.getsizeof(u) + sys.getsizeof(vars(u))}")
# Size: 48, 152

在上面的代碼中，我們還包含了大小比較，因?yàn)檫@是 namedtuple 和數(shù)據(jù)類(lèi)之間的較大差異之一，如上所見(jiàn)，命名元組的大小要小得多，這是由于數(shù)據(jù)類(lèi)使用 dict 來(lái)表示屬性。

至于速度比較，除非你計(jì)劃創(chuàng)建數(shù)百萬(wàn)個(gè)實(shí)例，否則屬性的訪問(wèn)時(shí)間應(yīng)該基本相同，或者不夠重要：

import timeit

setup = '''
from typing import NamedTuple
User = NamedTuple("User", [("name", str), ("surname", str), ("password", bytes)])
u = User("John", "Doe", b'')
'''

print(f"Access speed: {min(timeit.repeat('u.name', setup=setup, number=10000000))}")
# Access speed: 0.16838401100540068

setup = '''
from dataclasses import dataclass

@dataclass(slots=True)
class User:
name: str
surname: str
password: bytes

u = User("John", "Doe", b'')
'''

print(f"Access speed: {min(timeit.repeat('u.name', setup=setup, number=10000000))}")
# Access speed: 0.17728697300481144

如果以上內(nèi)容說(shuō)服了你打算切換到數(shù)據(jù)類(lèi)，請(qǐng)盡快嘗試吧

相反，如果你不想切換并且出于某種原因真的想使用命名元組，那么你至少應(yīng)該使用鍵入模塊而不是collections中的 NamedTuple：

# 不好方式的:
from collections import namedtuple
Point = namedtuple("Point", ["x", "y"])

# 更好的方式:
from typing import NamedTuple
class Point(NamedTuple):
x: float
y: float

最后，如果你既不使用 namedtuple 也不使用數(shù)據(jù)類(lèi)，你可能需要考慮直接使用 Pydantic。

Proper Logging

這不是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的最新添加，但值得使用 - 你應(yīng)該使用正確的日志記錄而不是打印語(yǔ)句， 如果你在本地調(diào)試問(wèn)題，則可以使用 print，但對(duì)于任何無(wú)需用戶(hù)干預(yù)即可運(yùn)行的生產(chǎn)就緒程序，正確的日志記錄是必須的。

特別是考慮到設(shè)置 Python 日志記錄非常簡(jiǎn)單：

import logging
logging.basicConfig(
filename='application.log',
level=logging.WARNING,
format='[%(asctime)s] {%(pathname)s:%(lineno)d} %(levelname)s - %(message)s',
datefmt='%H:%M:%S'
)

logging.error("Some serious error occurred.")
# [12:52:35] {<stdin>:1} ERROR - Some serious error occurred.
logging.warning('Some warning.')
# [12:52:35] {<stdin>:1} WARNING - Some warning.

與打印語(yǔ)句相比，上面的簡(jiǎn)單配置將為你提供卓越的調(diào)試體驗(yàn)， 最重要的是，你可以進(jìn)一步自定義日志庫(kù)以記錄到不同的位置、更改日志級(jí)別、自動(dòng)輪換日志等。

f-strings

Python 包含很多格式化字符串的方法，包括 C 樣式格式化、f 字符串、模板字符串或 .format 函數(shù)， 不過(guò)，其中之一 - f-strings - 格式化的字符串文字 ， 它們寫(xiě)起來(lái)更自然，可讀性更強(qiáng)，并且是前面提到的選項(xiàng)中最快的。

因此，我認(rèn)為沒(méi)有必要爭(zhēng)論或解釋為什么要使用它們，然而，在某些情況下不能使用 f 字符串：

使用 % 格式的唯一原因是用于記錄：

import logging

things = "something happened..."

logger = logging.getLogger(__name__)
logger.error("Message: %s", things) # 評(píng)估內(nèi)部記錄器方法
logger.error(f"Message: {things}") # 立即評(píng)估

在上面的示例中，如果你使用 f 字符串，則表達(dá)式將立即計(jì)算，而使用 C 樣式格式，替換將被推遲到實(shí)際需要時(shí)，這對(duì)于消息分組很重要，其中具有相同模板的所有消息都可以記錄為一個(gè)， 這不適用于 f 字符串，因?yàn)槟０逶趥鬟f給記錄器之前填充了數(shù)據(jù)。

此外，有些事情是 f-strings 根本無(wú)法做到的， 例如在運(yùn)行時(shí)填充模板 - 即動(dòng)態(tài)格式 - 這就是 f-strings 被稱(chēng)為文字字符串格式的原因：

# 動(dòng)態(tài)設(shè)置模板及其參數(shù)
def func(tpl: str, param1: str, param2: str) -> str:
return tpl.format(param=param1, param2=param2)

some_template = "First template: {param1}, {param2}"
another_template = "Other template: {param1} and {param2}"

print(func(some_template, "Hello", "World"))
print(func(another_template, "Hello", "Python"))

# 動(dòng)態(tài)重用具有不同參數(shù)的相同模板.
inputs = ["Hello", "World", "!"]
template = "Here's some dynamic value: {value}"

for value in inputs:
print(template.format(value=value))

最重要的是，盡可能使用 f 字符串，因?yàn)樗鼈兏呖勺x性和更高性能，但請(qǐng)注意，在某些情況下仍然首選和/或需要其他格式樣式。

Tomllib

TOML 是一種廣泛使用的配置格式，對(duì)于 Python 的工具和生態(tài)系統(tǒng)尤其重要，因?yàn)樗糜?pyproject.toml 配置文件， 到目前為止，你必須使用外部庫(kù)來(lái)管理 TOML 文件，但是從 Python 3.11 開(kāi)始，將有一個(gè)名為 tomllib 的內(nèi)置庫(kù)，它基于 toml 包。

所以，一旦你切換到 Python 3.11，你應(yīng)該養(yǎng)成使用 import tomllib 而不是 import tomli 的習(xí)慣。少了一種需要擔(dān)心的依賴(lài)！

# import tomli as tomllib
import tomllib

with open("pyproject.toml", "rb") as f:
config = tomllib.load(f)
print(config)
# {'project': {'authors': [{'email': 'contact@martinheinz.dev',
# 'name': 'Martin Heinz'}],
# 'dependencies': ['flask', 'requests'],
# 'description': 'Example Package',
# 'name': 'some-app',
# 'version': '0.1.0'}}

toml_string = """
[project]
name = "another-app"
description = "Example Package"
version = "0.1.1"
"""

config = tomllib.loads(toml_string)
print(config)
# {'project': {'name': 'another-app', 'description': 'Example Package', 'version': '0.1.1'}}

Setuptools

最后一個(gè)更像是棄用通知：

由于 Distutils 已棄用，因此同樣不鼓勵(lì)使用任何來(lái)自 distutils 的函數(shù)或?qū)ο?，Setuptools 旨在替換或棄用所有此類(lèi)用途。

是時(shí)候告別 distutils 包并切換到 setuptools 了，setuptools 文檔提供了有關(guān)如何替換 distutils 用法的指導(dǎo)， 除此之外，PEP 632 還為 setuptools 未涵蓋的部分 distutils 提供遷移建議。

總結(jié)

每個(gè)新的 Python 版本都會(huì)帶來(lái)新的特性，因此我建議你查看 Python 發(fā)行說(shuō)明中的“新模塊”、“不推薦使用的模塊”和“已刪除的模塊”部分，這是了解 Python 標(biāo)準(zhǔn)重大變化的好方法 ， 通過(guò)這種方式，你可以不斷地將新功能和最佳實(shí)踐整合到你的項(xiàng)目中。