Python 3.11的10个高效新特性

Python3.11引入了模式匹配、结构模式匹配、增强的类型提示、性能优化、新调试工具和同步迭代等功能,提升了代码的可读性和效率。

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1、模式匹配
Python 3.11引入了模式匹配,可以简化复杂的条件逻辑。下面是一个使用模式匹配来处理不同类型数据结构的例子:

def process_data(data):
    match data:
    case 0:
        print("Received zero")
    case [x, y]:
        print(f"Received a list: {x}, {y}")
    case {"name": name, "age": age}:
        print(f"Received a dictionary: {name}, {age}")
    case _:
        print("Received something else")

process_data(0)                           # Output: Received zero
process_data([1, 2])                       # Output: Received a list: 1, 2
process_data({"name": "John", "age": 25}) # Output: Received a dictionary: John, 25
process_data("Hello")                     # Output: Received something else

python中没有switch表达式,模式匹配可以被简单的认为是switch增强版

2、结构的模式匹配

在模式匹配的基础上,结构模式匹配可以针对整个数据结构匹配模式。

def process_nested_data(data):
    match data:
    case {"name": str, "age": int, "scores": [int, ...]}:
        print("Valid data structure")
        # Process the data further
    case _:
        print("Invalid data structure")

data = {"name": "John", "age": 25, "scores": [80, 90, 95]}
process_nested_data(data) # Output: Valid data structure

data = {"name": "Jane", "age": "twenty", "scores": [70, 85, 90]}
process_nested_data(data) # Output: Invalid data structure

3、类型提示和检查

Python 3.11增强了类型提示和类型检查功能,下面是一个在函数中使用改进的类型提示的例子:

def add_numbers(a: int, b: int) -> int:
    return a + b
result = add_numbers(5, 10)
print(result) # Output: 15

result = add_numbers("Hello", "World") # Type check error

4、性能优化

在PEP 659引入了结构模式匹配优化,从而提高了代码执行速度。使用这个特性可以提高代码的性能。例子:

# PEP 659 optimized code snippet
for i in range(1, 100):
    match i:
    case 5:
        print("Found 5!")
    case _:
        pass

5、错误报告的改进

Python 3.11增强了错误报告,使其更容易理解和调试问题。

a = 10
b = "five"
result = a + b # Type mismatch error

6、新的标准库

3.11版本中Python添加了一些新的标准库,例如下面的zoneinfo模块:

from zoneinfo import ZoneInfo
from datetime import datetime

now = datetime.now(tz=ZoneInfo("Europe/London"))
print(now) # Output: 2023-07-11 16:25:00+01:00

7、iterate

Python 3.11引入了新的“iterate”语句,简化了对数据结构的迭代。

my_list = [1, 2, 3]

iterate my_list:
	print(item)

# Output:
# 1
# 2
# 3

8、| 运算符合并字典

dict1 = {"a": 1, "b": 2}
dict2 = {"c": 3, "d": 4}

merged_dict = dict1 | dict2
print(merged_dict) # Output: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

9、新调试断点函数

Python 3.11引入了内置断点函数,它提供了一种标准而方便的方法来在代码中设置断点进行调试。它取代了传统的导入pdb;pdb.set_trace()方法。只需在代码中调用breakpoint(),就会在该点触发调试器断点。这里有一个例子:

def calculate_sum(a, b):
    result = a + b
    breakpoint() # Debugger breakpoint
    return result

x = 5
y = 10
z = calculate_sum(x, y)
print(z)

breakpoint()函数被调用时,Python调试器会被调用,这时可以检查变量,逐步执行代码,并分析程序在该特定点的状态。这个新的调试特性增强了开发体验,简化了在代码中查找和修复问题的过程。
注意:要使用breakpoint,需要确保环境支持调试器,例如Python的内置pdb调试器或兼容的调试器,如pdb++、ipdb或ide集成的调试器。
通过“breakpoint”函数,Python 3.11提供了一种更方便和标准化的方式来设置断点和调试代码,使调试过程更加高效和精简。

10、同步迭代

Python 3.11可以使用match语句执行同步迭代和模式匹配。这样可以通过简洁和可读的方式从多个可迭代对象中提取和处理元素

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
counts = [3, 6, 4]

for fruit, count in zip(fruits, counts):
    match fruit, count:
    case "apple", 3:
        print("Three apples")
    case "banana", 6:
        print("Six bananas")
    case "cherry", 4:
        print("Four cherries")
    case _:
        print("Unknown fruit")

# Output:
# Three apples
# Six bananas
# Four cherries

在上面的代码示例中,match语句用于同时遍历fruit和count列表。模式匹配每一对对应的元素,如果所有情况都不匹配,则执行通配符_ 的代码。

总结

Python 3.11带来了丰富的新特性和函数,通过利用模式匹配、类型提示、改进的错误报告等新特性,可以编写更高效、更可靠的代码。因为Python 3.11带来的巨大性能提升,所以在以后(因为现在所有的包还没有完全迁移到3.11上)Python 3.11肯定是一个主流的版本,所以熟悉这些新的特性在以后可以写出更高效的代码。

基于数据挖掘的音乐推荐系统设计与实现 需要一个代码说明,不需要论文 采用python语言,django框架,mysql数据库开发 编程环境:pycharm,mysql8.0 系统分为前台+后台模式开发 网站前台: 用户注册, 登录 搜索音乐,音乐欣赏(可以在线进行播放) 用户登陆时选择相关感兴趣的音乐风格 音乐收藏 音乐推荐算法:(重点) 本课题需要大量用户行为(如播放记录、收藏列表)、音乐特征(如音频特征、歌曲元数据)等数据 (1)根据用户之间相似性或关联性,给一个用户推荐与其相似或有关联的其他用户所感兴趣的音乐; (2)根据音乐之间的相似性或关联性,给一个用户推荐与其感兴趣的音乐相似或有关联的其他音乐。 基于用户的推荐和基于物品的推荐 其中基于用户的推荐是基于用户的相似度找出相似相似用户,然后向目标用户推荐其相似用户喜欢的东西(和你类似的人也喜欢**东西); 而基于物品的推荐是基于物品的相似度找出相似的物品做推荐(喜欢该音乐的人还喜欢了**音乐); 管理员 管理员信息管理 注册用户管理,审核 音乐爬虫(爬虫方式爬取网站音乐数据) 音乐信息管理(上传歌曲MP3,以便前台播放) 音乐收藏管理 用户 用户资料修改 我的音乐收藏 完整前后端源码,部署后可正常运行! 环境说明 开发语言:python后端 python版本:3.7 数据库:mysql 5.7+ 数据库工具:Navicat11+ 开发软件:pycharm
MPU6050是一款广泛应用在无人机、机器人和运动设备中的六轴姿态传感器,它集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计。这款传感器能够实时监测并提供设备的角速度和线性加速度数据,对于理解物体的动态运动状态至关重要。在Arduino平台上,通过特定的库文件可以方便地与MPU6050进行通信,获取并解析传感器数据。 `MPU6050.cpp`和`MPU6050.h`是Arduino库的关键组成部分。`MPU6050.h`是头文件,包含了定义传感器接口和函数声明。它定义了类`MPU6050`,该类包含了初始化传感器、读取数据等方法。例如,`begin()`函数用于设置传感器的工作模式和I2C地址,`getAcceleration()`和`getGyroscope()`则分别用于获取加速度和角速度数据。 在Arduino项目中,首先需要包含`MPU6050.h`头文件,然后创建`MPU6050`对象,并调用`begin()`函数初始化传感器。之后,可以通过循环调用`getAcceleration()`和`getGyroscope()`来不断更新传感器读数。为了处理这些原始数据,通常还需要进行校准和滤波,以消除噪声和漂移。 I2C通信协议是MPU6050与Arduino交互的基础,它是一种低引脚数的串行通信协议,允许多个设备共享一对数据线。Arduino板上的Wire库提供了I2C通信的底层支持,使得用户无需深入了解通信细节,就能方便地与MPU6050交互。 MPU6050传感器的数据包括加速度(X、Y、Z轴)和角速度(同样为X、Y、Z轴)。加速度数据可以用来计算物体的静态位置和动态运动,而角速度数据则能反映物体转动的速度。结合这两个数据,可以进一步计算出物体的姿态(如角度和角速度变化)。 在嵌入式开发领域,特别是使用STM32微控制器时,也可以找到类似的库来驱动MPU6050。STM32通常具有更强大的处理能力和更多的GPIO口,可以实现更复杂的控制算法。然而,基本的传感器操作流程和数据处理原理与Arduino平台相似。 在实际应用中,除了基本的传感器读取,还可能涉及到温度补偿、低功耗模式设置、DMP(数字运动处理器)功能的利用等高级特性。DMP可以帮助处理传感器数据,实现更高级的运动估计,减轻主控制器的计算负担。 MPU6050是一个强大的六轴传感器,广泛应用于各种需要实时运动追踪的项目中。通过 Arduino 或 STM32 的库文件,开发者可以轻松地与传感器交互,获取并处理数据,实现各种创新应用。博客和其他开源资源是学习和解决问题的重要途径,通过这些资源,开发者可以获得关于MPU6050的详细信息和实践指南
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