Python编码规范

末蓝、 2022-03-16 03:10 290阅读 0赞

『动态类型一时爽，代码重构火葬场』，说的是：动态语言在初期开发比较爽，但是到后期维护起来比较困难。Python 作为动态语言之一，自然也会有这样的缺点。其实说『火葬场』，也没有那么严重，只要严格的遵守一组规范，也能做到『重构的时候，也一样爽』。

不以规矩不成方圆，规范自然是十分重要的，而在动态语言中，尤其重要（很多人拿Python写脚本，基本是随心所欲地写，自然后期维护困难）。所谓『兵马未动粮草先行』，我们应该在写代码前，就做好充足的 “表面功夫”。

## Python 风格规范(Google) ##

## 分号 ##

不要在行尾加分号, 也不要用分号将两条命令放在同一行。

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## 行长度 ##

每行不超过80个字符

以下情况除外：

1.  长的导入模块语句
2.  注释里的URL

不要使用反斜杠连接行。

Python会将 [圆括号, 中括号和花括号中的行隐式的连接起来][Link 1] , 你可以利用这个特点. 如果需要, 你可以在表达式外围增加一对额外的圆括号。

推荐: foo_bar(self, width, height, color='black', design=None, x='foo',
                 emphasis=None, highlight=0)
    
         if (width == 0 and height == 0 and
             color == 'red' and emphasis == 'strong'):

如果一个文本字符串在一行放不下, 可以使用圆括号来实现隐式行连接:

x = ('这是一个非常长非常长非常长非常长 '
         '非常长非常长非常长非常长非常长非常长的字符串')

在注释中，如果必要，将长的URL放在一行上。

Yes:  # See details at
          # http://www.example.com/us/developer/documentation/api/content/v2.0/csv_file_name_extension_full_specification.html
    No:  # See details at
         # http://www.example.com/us/developer/documentation/api/content/\
         # v2.0/csv_file_name_extension_full_specification.html

注意上面例子中的元素缩进; 你可以在本文的 :ref:\`缩进 <indentation>\`部分找到解释.

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## 括号 ##

宁缺毋滥的使用括号

除非是用于实现行连接, 否则不要在返回语句或条件语句中使用括号. 不过在元组两边使用括号是可以的.

Yes: if foo:
             bar()
         while x:
             x = bar()
         if x and y:
             bar()
         if not x:
             bar()
         return foo
         for (x, y) in dict.items(): ...
    No:  if (x):
             bar()
         if not(x):
             bar()
         return (foo)

## 缩进 ##

用4个空格来缩进代码

绝对不要用tab, 也不要tab和空格混用. 对于行连接的情况, 你应该要么垂直对齐换行的元素(见 :ref:\`行长度 <line\_length>\` 部分的示例), 或者使用4空格的悬挂式缩进(这时第一行不应该有参数):

Yes:   # 与起始变量对齐
           foo = long_function_name(var_one, var_two,
                                    var_three, var_four)
    
           # 字典中与起始值对齐
           foo = {
               long_dictionary_key: value1 +
                                    value2,
               ...
           }
    
           # 4 个空格缩进，第一行不需要
           foo = long_function_name(
               var_one, var_two, var_three,
               var_four)
    
           # 字典中 4 个空格缩进
           foo = {
               long_dictionary_key:
                   long_dictionary_value,
               ...
           }
    No:    # 第一行有空格是禁止的
          foo = long_function_name(var_one, var_two,
              var_three, var_four)
    
          # 2 个空格是禁止的
          foo = long_function_name(
            var_one, var_two, var_three,
            var_four)
    
          # 字典中没有处理缩进
          foo = {
              long_dictionary_key:
                  long_dictionary_value,
                  ...
          }

## 空行 ##

顶级定义之间空两行, 方法定义之间空一行

顶级定义之间空两行, 比如函数或者类定义. 方法定义, 类定义与第一个方法之间, 都应该空一行. 函数或方法中, 某些地方要是你觉得合适, 就空一行.

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## 空格 ##

按照标准的排版规范来使用标点两边的空格

括号内不要有空格.

按照标准的排版规范来使用标点两边的空格

Yes: spam(ham[1], {eggs: 2}, [])
    No:  spam( ham[ 1 ], { eggs: 2 }, [ ] )

不要在逗号, 分号, 冒号前面加空格, 但应该在它们后面加(除了在行尾).

Yes: if x == 4:
             print x, y
         x, y = y, x
    No:  if x == 4 :
             print x , y
         x , y = y , x

参数列表, 索引或切片的左括号前不应加空格.

Yes: spam(1)
    no: spam (1)
    Yes: dict['key'] = list[index]
    No:  dict ['key'] = list [index]

在二元操作符两边都加上一个空格, 比如赋值(=), 比较(==, <, >, !=, <>, <=, >=, in, not in, is, is not), 布尔(and, or, not). 至于算术操作符两边的空格该如何使用, 需要你自己好好判断. 不过两侧务必要保持一致.

Yes: x == 1
    No:  x<1

当'='用于指示关键字参数或默认参数值时, 不要在其两侧使用空格.

Yes: def complex(real, imag=0.0): return magic(r=real, i=imag)
    No:  def complex(real, imag = 0.0): return magic(r = real, i = imag)

不要用空格来垂直对齐多行间的标记, 因为这会成为维护的负担(适用于:, \#, =等):

Yes:
         foo = 1000  # 注释
         long_name = 2  # 注释不需要对齐
    
         dictionary = {
             "foo": 1,
             "long_name": 2,
             }
    No:
         foo       = 1000  # 注释
         long_name = 2     # 注释不需要对齐
    
         dictionary = {
             "foo"      : 1,
             "long_name": 2,
             }

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## Shebang ##

大部分.py文件不必以\#!作为文件的开始. 根据 [PEP-394][] , 程序的main文件应该以 \#!/usr/bin/python2或者 \#!/usr/bin/python3开始.

(译者注: 在计算机科学中, [Shebang][] (也称为Hashbang)是一个由井号和叹号构成的字符串行(\#!), 其出现在文本文件的第一行的前两个字符. 在文件中存在Shebang的情况下, 类Unix操作系统的程序载入器会分析Shebang后的内容, 将这些内容作为解释器指令, 并调用该指令, 并将载有Shebang的文件路径作为该解释器的参数. 例如, 以指令\#!/bin/sh开头的文件在执行时会实际调用/bin/sh程序.)

\#!先用于帮助内核找到Python解释器, 但是在导入模块时, 将会被忽略. 因此只有被直接执行的文件中才有必要加入\#!.

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## 注释 ##

确保对模块, 函数, 方法和行内注释使用正确的风格

**文档字符串**

> Python有一种独一无二的的注释方式: 使用文档字符串. 文档字符串是包, 模块, 类或函数里的第一个语句. 这些字符串可以通过对象的\_\_doc\_\_成员被自动提取, 并且被pydoc所用. (你可以在你的模块上运行pydoc试一把, 看看它长什么样). 我们对文档字符串的惯例是使用三重双引号"""( [PEP-257][] ). 一个文档字符串应该这样组织: 首先是一行以句号, 问号或惊叹号结尾的概述(或者该文档字符串单纯只有一行). 接着是一个空行. 接着是文档字符串剩下的部分, 它应该与文档字符串的第一行的第一个引号对齐. 下面有更多文档字符串的格式化规范.

**模块**

> 每个文件应该包含一个许可样板. 根据项目使用的许可(例如, Apache 2.0, BSD, LGPL, GPL), 选择合适的样板.

**函数和方法**

> 下文所指的函数,包括函数, 方法, 以及生成器.
> 
> 一个函数必须要有文档字符串, 除非它满足以下条件:
> 
> 1.  外部不可见
> 2.  非常短小
> 3.  简单明了
> 
> 文档字符串应该包含函数做什么, 以及输入和输出的详细描述. 通常, 不应该描述"怎么做", 除非是一些复杂的算法. 文档字符串应该提供足够的信息, 当别人编写代码调用该函数时, 他不需要看一行代码, 只要看文档字符串就可以了. 对于复杂的代码, 在代码旁边加注释会比使用文档字符串更有意义.
> 
> 关于函数的几个方面应该在特定的小节中进行描述记录， 这几个方面如下文所述. 每节应该以一个标题行开始. 标题行以冒号结尾. 除标题行外, 节的其他内容应被缩进2个空格.
> 
> Args:
> 
> 列出每个参数的名字, 并在名字后使用一个冒号和一个空格, 分隔对该参数的描述.如果描述太长超过了单行80字符,使用2或者4个空格的悬挂缩进(与文件其他部分保持一致). 描述应该包括所需的类型和含义. 如果一个函数接受\*foo(可变长度参数列表)或者\*\*bar (任意关键字参数), 应该详细列出\*foo和\*\*bar.
> 
> Returns: (或者 Yields: 用于生成器)
> 
> 描述返回值的类型和语义. 如果函数返回None, 这一部分可以省略.
> 
> Raises:
> 
> 列出与接口有关的所有异常.
> 
>     def fetch_bigtable_rows(big_table, keys, other_silly_variable=None):
>         """Fetches rows from a Bigtable.
>     
>         Retrieves rows pertaining to the given keys from the Table instance
>         represented by big_table.  Silly things may happen if
>         other_silly_variable is not None.
>     
>         Args:
>             big_table: An open Bigtable Table instance.
>             keys: A sequence of strings representing the key of each table row
>                 to fetch.
>             other_silly_variable: Another optional variable, that has a much
>                 longer name than the other args, and which does nothing.
>     
>         Returns:
>             A dict mapping keys to the corresponding table row data
>             fetched. Each row is represented as a tuple of strings. For
>             example:
>     
>             {'Serak': ('Rigel VII', 'Preparer'),
>              'Zim': ('Irk', 'Invader'),
>              'Lrrr': ('Omicron Persei 8', 'Emperor')}
>     
>             If a key from the keys argument is missing from the dictionary,
>             then that row was not found in the table.
>     
>         Raises:
>             IOError: An error occurred accessing the bigtable.Table object.
>         """
>         pass
> 
>

**类**

> 类应该在其定义下有一个用于描述该类的文档字符串. 如果你的类有公共属性(Attributes), 那么文档中应该有一个属性(Attributes)段. 并且应该遵守和函数参数相同的格式.
> 
>     class SampleClass(object):
>         """Summary of class here.
>     
>         Longer class information....
>         Longer class information....
>     
>         Attributes:
>             likes_spam: A boolean indicating if we like SPAM or not.
>             eggs: An integer count of the eggs we have laid.
>         """
>     
>         def __init__(self, likes_spam=False):
>             """Inits SampleClass with blah."""
>             self.likes_spam = likes_spam
>             self.eggs = 0
>     
>         def public_method(self):
>             """Performs operation blah."""
> 
>

**块注释和行注释**

> 最需要写注释的是代码中那些技巧性的部分. 如果你在下次 [代码审查][Link 2] 的时候必须解释一下, 那么你应该现在就给它写注释. 对于复杂的操作, 应该在其操作开始前写上若干行注释. 对于不是一目了然的代码, 应在其行尾添加注释.
> 
>     # We use a weighted dictionary search to find out where i is in
>     # the array.  We extrapolate position based on the largest num
>     # in the array and the array size and then do binary search to
>     # get the exact number.
>     
>     if i & (i-1) == 0:        # true iff i is a power of 2
> 
> 为了提高可读性, 注释应该至少离开代码2个空格.
> 
> 另一方面, 绝不要描述代码. 假设阅读代码的人比你更懂Python, 他只是不知道你的代码要做什么.
> 
>     # BAD COMMENT: Now go through the b array and make sure whenever i occurs
>     # the next element is i+1
> 
>

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## 类 ##

如果一个类不继承自其它类, 就显式的从object继承. 嵌套类也一样.

Yes: class SampleClass(object):
             pass
    
    
         class OuterClass(object):
    
             class InnerClass(object):
                 pass
    
    
         class ChildClass(ParentClass):
             """Explicitly inherits from another class already."""
    No: class SampleClass:
            pass
    
    
        class OuterClass:
    
            class InnerClass:
                pass

继承自 `object` 是为了使属性(properties)正常工作, 并且这样可以保护你的代码, 使其不受Python 3000的一个特殊的潜在不兼容性影响. 这样做也定义了一些特殊的方法, 这些方法实现了对象的默认语义, 包括 `__new__, __init__, __delattr__, __getattribute__, __setattr__, __hash__, __repr__, and __str__` .

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## 字符串 ##

Yes: x = a + b
         x = '%s, %s!' % (imperative, expletive)
         x = '{}, {}!'.format(imperative, expletive)
         x = 'name: %s; score: %d' % (name, n)
         x = 'name: {}; score: {}'.format(name, n)
    No: x = '%s%s' % (a, b)  # use + in this case
        x = '{}{}'.format(a, b)  # use + in this case
        x = imperative + ', ' + expletive + '!'
        x = 'name: ' + name + '; score: ' + str(n)

避免在循环中用+和+=操作符来累加字符串. 由于字符串是不可变的, 这样做会创建不必要的临时对象, 并且导致二次方而不是线性的运行时间. 作为替代方案, 你可以将每个子串加入列表, 然后在循环结束后用 `.join` 连接列表. (也可以将每个子串写入一个 `cStringIO.StringIO` 缓存中.)

Yes: items = ['<table>']
         for last_name, first_name in employee_list:
             items.append('<tr><td>%s, %s</td></tr>' % (last_name, first_name))
         items.append('</table>')
         employee_table = ''.join(items)
    No: employee_table = '<table>'
        for last_name, first_name in employee_list:
            employee_table += '<tr><td>%s, %s</td></tr>' % (last_name, first_name)
        employee_table += '</table>'

在同一个文件中, 保持使用字符串引号的一致性. 使用单引号'或者双引号"之一用以引用字符串, 并在同一文件中沿用. 在字符串内可以使用另外一种引号, 以避免在字符串中使用. PyLint已经加入了这一检查.

Yes:
         Python('Why are you hiding your eyes?')
         Gollum("I'm scared of lint errors.")
         Narrator('"Good!" thought a happy Python reviewer.')
    No:
         Python("Why are you hiding your eyes?")
         Gollum('The lint. It burns. It burns us.')
         Gollum("Always the great lint. Watching. Watching.")

为多行字符串使用三重双引号"""而非三重单引号'''. 当且仅当项目中使用单引号'来引用字符串时, 才可能会使用三重'''为非文档字符串的多行字符串来标识引用. 文档字符串必须使用三重双引号""". 不过要注意, 通常用隐式行连接更清晰, 因为多行字符串与程序其他部分的缩进方式不一致.

Yes:
        print ("This is much nicer.\n"
               "Do it this way.\n")
    No:
          print """This is pretty ugly.
      Don't do this.
      """

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## 文件和sockets ##

在文件和sockets结束时, 显式的关闭它.

除文件外, sockets或其他类似文件的对象在没有必要的情况下打开, 会有许多副作用, 例如:

1.  它们可能会消耗有限的系统资源, 如文件描述符. 如果这些资源在使用后没有及时归还系统, 那么用于处理这些对象的代码会将资源消耗殆尽.
2.  持有文件将会阻止对于文件的其他诸如移动、删除之类的操作.
3.  仅仅是从逻辑上关闭文件和sockets, 那么它们仍然可能会被其共享的程序在无意中进行读或者写操作. 只有当它们真正被关闭后, 对于它们尝试进行读或者写操作将会跑出异常, 并使得问题快速显现出来.

而且, 幻想当文件对象析构时, 文件和sockets会自动关闭, 试图将文件对象的生命周期和文件的状态绑定在一起的想法, 都是不现实的. 因为有如下原因:

1.  没有任何方法可以确保运行环境会真正的执行文件的析构. 不同的Python实现采用不同的内存管理技术, 比如延时垃圾处理机制. 延时垃圾处理机制可能会导致对象生命周期被任意无限制的延长.
2.  对于文件意外的引用,会导致对于文件的持有时间超出预期(比如对于异常的跟踪, 包含有全局变量等).

推荐使用 ["with"语句][with] 以管理文件:

with open("hello.txt") as hello_file:
        for line in hello_file:
            print line

对于不支持使用"with"语句的类似文件的对象,使用 contextlib.closing():

import contextlib
    
    with contextlib.closing(urllib.urlopen("http://www.python.org/")) as front_page:
        for line in front_page:
            print line

Legacy AppEngine 中Python 2.5的代码如使用"with"语句, 需要添加 "from \_\_future\_\_ import with\_statement".

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## TODO注释 ##

为临时代码使用TODO注释, 它是一种短期解决方案. 不算完美, 但够好了.

TODO注释应该在所有开头处包含"TODO"字符串, 紧跟着是用括号括起来的你的名字, email地址或其它标识符. 然后是一个可选的冒号. 接着必须有一行注释, 解释要做什么. 主要目的是为了有一个统一的TODO格式, 这样添加注释的人就可以搜索到(并可以按需提供更多细节). 写了TODO注释并不保证写的人会亲自解决问题. 当你写了一个TODO, 请注上你的名字.

# TODO(kl@gmail.com): Use a "*" here for string repetition.
    # TODO(Zeke) Change this to use relations.

如果你的TODO是"将来做某事"的形式, 那么请确保你包含了一个指定的日期("2009年11月解决")或者一个特定的事件("等到所有的客户都可以处理XML请求就移除这些代码").

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## 导入格式 ##

每个导入应该独占一行

Yes: import os
         import sys
    No:  import os, sys

导入总应该放在文件顶部, 位于模块注释和文档字符串之后, 模块全局变量和常量之前. 导入应该按照从最通用到最不通用的顺序分组:

1.  标准库导入
2.  第三方库导入
3.  应用程序指定导入

每种分组中, 应该根据每个模块的完整包路径按字典序排序, 忽略大小写.

import foo
    from foo import bar
    from foo.bar import baz
    from foo.bar import Quux
    from Foob import ar

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## 语句 ##

通常每个语句应该独占一行

不过, 如果测试结果与测试语句在一行放得下, 你也可以将它们放在同一行. 如果是if语句, 只有在没有else时才能这样做. 特别地, 绝不要对 `try/except` 这样做, 因为try和except不能放在同一行.

Yes:
    
      if foo: bar(foo)
    No:
    
      if foo: bar(foo)
      else:   baz(foo)
    
      try:               bar(foo)
      except ValueError: baz(foo)
    
      try:
          bar(foo)
      except ValueError: baz(foo)

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## 访问控制 ##

在Python中, 对于琐碎又不太重要的访问函数, 你应该直接使用公有变量来取代它们, 这样可以避免额外的函数调用开销. 当添加更多功能时, 你可以用属性(property)来保持语法的一致性.

(译者注: 重视封装的面向对象程序员看到这个可能会很反感, 因为他们一直被教育: 所有成员变量都必须是私有的! 其实, 那真的是有点麻烦啊. 试着去接受Pythonic哲学吧)

另一方面, 如果访问更复杂, 或者变量的访问开销很显著, 那么你应该使用像 `get_foo()` 和 `set_foo()` 这样的函数调用. 如果之前的代码行为允许通过属性(property)访问 , 那么就不要将新的访问函数与属性绑定. 这样, 任何试图通过老方法访问变量的代码就没法运行, 使用者也就会意识到复杂性发生了变化.

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## 命名 ##

module\_name, package\_name, ClassName, method\_name, ExceptionName, function\_name, GLOBAL\_VAR\_NAME, instance\_var\_name, function\_parameter\_name, local\_var\_name.

**应该避免的名称**

> 1.  单字符名称, 除了计数器和迭代器.
> 2.  包/模块名中的连字符(-)
> 3.  双下划线开头并结尾的名称(Python保留, 例如\_\_init\_\_)

**命名约定**

> 1.  所谓"内部(Internal)"表示仅模块内可用, 或者, 在类内是保护或私有的.
> 2.  用单下划线(\_)开头表示模块变量或函数是protected的(使用import \* from时不会包含).
> 3.  用双下划线(\_\_)开头的实例变量或方法表示类内私有.
> 4.  将相关的类和顶级函数放在同一个模块里. 不像Java, 没必要限制一个类一个模块.
> 5.  对类名使用大写字母开头的单词(如CapWords, 即Pascal风格), 但是模块名应该用小写加下划线的方式(如lower\_with\_under.py). 尽管已经有很多现存的模块使用类似于CapWords.py这样的命名, 但现在已经不鼓励这样做, 因为如果模块名碰巧和类名一致, 这会让人困扰.

**Python之父Guido推荐的规范**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>Type</th> 
   <th>Public</th> 
   <th>Internal</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Modules</td> 
   <td>lower_with_under</td> 
   <td>_lower_with_under</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Packages</td> 
   <td>lower_with_under</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Classes</td> 
   <td>CapWords</td> 
   <td>_CapWords</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Exceptions</td> 
   <td>CapWords</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Functions</td> 
   <td>lower_with_under()</td> 
   <td>_lower_with_under()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Global/Class Constants</td> 
   <td>CAPS_WITH_UNDER</td> 
   <td>_CAPS_WITH_UNDER</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Global/Class Variables</td> 
   <td>lower_with_under</td> 
   <td>_lower_with_under</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Instance Variables</td> 
   <td>lower_with_under</td> 
   <td>_lower_with_under (protected) or __lower_with_under (private)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Method Names</td> 
   <td>lower_with_under()</td> 
   <td>_lower_with_under() (protected) or __lower_with_under() (private)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Function/Method Parameters</td> 
   <td>lower_with_under</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Local Variables</td> 
   <td>lower_with_under</td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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## Main ##

即使是一个打算被用作脚本的文件, 也应该是可导入的. 并且简单的导入不应该导致这个脚本的主功能(main functionality)被执行, 这是一种副作用. 主功能应该放在一个main()函数中.

在Python中, pydoc以及单元测试要求模块必须是可导入的. 你的代码应该在执行主程序前总是检查 `if __name__ == '__main__'` , 这样当模块被导入时主程序就不会被执行.

def main():
          ...
    
    if __name__ == '__main__':
        main()

所有的顶级代码在模块导入时都会被执行. 要小心不要去调用函数, 创建对象, 或者执行那些不应该在使用pydoc时执行的操作.

[Link 1]: http://docs.python.org/2/reference/lexical_analysis.html#implicit-line-joining
[PEP-394]: http://www.python.org/dev/peps/pep-0394/
[Shebang]: http://en.wikipedia.org/wiki/Shebang_%28Unix%29
[PEP-257]: http://www.python.org/dev/peps/pep-0257/
[Link 2]: http://en.wikipedia.org/wiki/Code_review
[with]: http://docs.python.org/reference/compound_stmts.html#the-with-statement