Python/ target=_blank class=infotextkey>Python中的海象运算符到底是什么？

最近在Twitter上看到了一段很有意思的Python代码，使用了一个叫做海象运算符的东西。代码如下：

>>> (a := 1)
>>> (a, b := 2, 3)
>>> print(f'a={a}, b={b}')
a=1, b=2

这段代码看起来很迷惑，尤其是第二行，为什么要用一个冒号和一个等号来赋值？这个运算符到底是什么意思？它有什么用处？今天我们就来解析一下这个神秘的海象运算符。

海象运算符的定义

海象运算符是Python 3.8版本中引入的一个新特性，它的正式名称是赋值表达式（Assignment Expressions），它的作用是在一个表达式中同时进行赋值和求值。它的语法是：

(target := expr)

其中，target是一个变量名，expr是一个任意的表达式。这个赋值表达式会先计算expr的值，然后将其赋给target，并且返回这个值。所以，我们可以在任何需要表达式的地方使用赋值表达式，比如if语句、while循环、列表推导等。

举个例子，我们可以用赋值表达式来简化下面的代码：

# 原始代码
name = input("Enter your name: ")
if name:
    print(f"Hello, {name}")
else:
    print("You didn't enter anything")

# 使用赋值表达式
if name := input("Enter your name: "):
    print(f"Hello, {name}")
else:
    print("You didn't enter anything")

可以看到，使用赋值表达式后，我们不需要先定义一个变量来存储用户输入的内容，而是直接在if语句中进行赋值和判断。这样可以减少代码量，提高可读性。

海象运算符的注意事项

虽然海象运算符看起来很方便，但是也有一些注意事项和限制。下面列举了一些常见的问题：

• 海象运算符必须使用圆括号括起来，否则会报语法错误。这是为了避免和普通的赋值语句混淆，以及避免优先级问题。

• 海象运算符不能用于常量、字面量、关键字等不可赋值的对象上，否则会报语法错误。

• 海象运算符不能用于同时给多个变量赋值，否则会报语法错误。这也是为了避免和普通的赋值语句混淆。

• 海象运算符的作用域是局部的，也就是说，在一个函数或者一个模块中使用海象运算符定义的变量，在其他地方无法访问。这是为了避免全局变量污染。

海象运算符的应用场景

海象运算符虽然有一些限制，但是在合适的场景下还是很有用的。比如，在以下几种情况下，我们可以考虑使用海象运算符：

• 当我们需要在一个表达式中重复使用一个计算结果时，我们可以用海象运算符来避免重复计算。

• 当我们需要在一个条件判断中同时进行赋值和求值时，我们可以用海象运算符来简化代码。

• 当我们需要在一个循环中同时进行赋值和求值时，我们可以用海象运算符来简化代码。

下面给出一些具体的例子：

避免重复计算

假设我们有一个函数is_prime(n)，用来判断一个数是否为素数。如果我们想要打印出所有小于1000的素数及其个数，我们可能会写出这样的代码：

count = 0
for n in range(2, 1000):
    if is_prime(n):
        print(n)
        count += 1
print(f"There are {count} prime numbers less than 1000")

这段代码虽然能够实现功能，但是有一个问题：每次判断is_prime(n)时，都要调用一次函数，并且计算一次结果。如果is_prime(n)函数比较复杂或者耗时，那么这样就会浪费很多资源。为了避免重复计算，我们可以使用海象运算符来改进：

count = 0
for n in range(2, 1000):
    if result := is_prime(n):
        print(n)
        count += result
print(f"There are {count} prime numbers less than 1000")

这样就只需要调用一次is_prime(n)函数，并且将结果保存在result变量中。然后在打印和累加时直接使用result变量即可。

简化条件判断

假设我们有一个列表names，里面存储了一些人名。我们想要找出列表中最长的人名，并且打印出来。我们可能会写出这样的代码：

longest_name = ""
for name in names:
    if len(name) > len(longest_name):
        longest_name = name
print(f"The longest name is {longest_name}")

这段代码虽然能够实现功能，但是有一个问题：每次判断len(name) > len(longest_name)时，都要调用两次len()函数，并且比较两次长度。为了简化条件判断，我们可以使用海象运算符来改进：

longest_name = ""
max_length = 0
for name in names:
    if (length := len(name)) > max_length:
        longest_name = name
        max_length = length
print(f"The longest name is {longest_name}")

这样就只需要调用一次len(name)函数，并且将结果保存在length变量中。然后在比较和更新时直接使用length变量即可。

简化循环

假设我们有一个文件data.txt，里面存储了一些数据。我们想要逐行读取文件，并且打印出每行数据及其长度。我们可能会写出这样的代码：

with open("data.txt") as f:
    line = f.readline()
    while line:
        print(line, len(line))
        line = f.readline()

这段代码虽然能够实现功能，但是有一个问题：每次循环时都要调用两次f.readline()函数，并且赋值两次line变量。为了简化循环，我们可以使用海象运算符来改进：

with open("data.txt") as f:
    while line := f.readline():
        print(line, len(line))

这样就只需要调用一次f.readline()函数，并且将结果保存在line变量中。然后在打印和判断时直接使用line变量即可。

海象运算符是Python 3.8版本中引入的一个新特性，它可以让我们在一个表达式中同时进行赋值和求值。

以上就是勇哥整理的python 海象运算符的使用知识，你学废了嘛？