编程风格和避免空值

Question

所以我正在阅读 Wentworth 等人 How to Think Like a Computer Scientist 的 Python 3 指南，以尝试自学更多关于编程的知识。虽然它是一个很棒的资源，但它对于使用 Python 3 编写的风格和“最佳实践”几乎没有什么可说的。

我正在处理关于条件的章节中的一个练习题，它要求我编写一个函数，当输入一个 int 或 float 'mark' 时返回一个字符串 'grade'。

我的直接问题是关于函数中条件句的重复以及函数返回的值。是否可以以某种方式使用循环来使其更简洁，而不是一遍又一遍地编写elif 语句？此外，主要的grade 函数返回一个空的None 值；我怎样才能使这个函数“富有成效”而不是在被调用时打印None？

这是我写的：

def grade(mark):
    grds = ['First','Upper Second','Second','Third','F1 Supp.','F2','F3']

    if mark >= 75.0:
        print("Your grade is",grds[0])
    elif mark < 75.0 and mark >= 70.0:
        print("Your grade is",grds[1])
    elif mark < 70.0 and mark >= 60.0:
        print("Your grade is",grds[2])
    elif mark < 60.0 and mark >= 50.0:
        print("Your grade is",grds[3])
    elif mark < 50.0 and mark >= 45.0:
        print("Your grade is",grds[4])
    elif mark < 45.0 and mark >= 40.0:
        print("Your grade is",grds[5])
    elif mark < 40.0: 
        print("Your grade is",grds[6])

def finalmark():
    mark = float(input("Enter your mark"))
    fnlmark = grade(mark)
    return fnlmark

print(finalmark())    

Answer 1

而不是在grade() 函数中使用print()，返回您的结果并让调用者打印结果标记。 grade() 函数只能用于返回成绩：

def grade(mark):
    grds = ['First','Upper Second','Second','Third','F1 Supp.','F2','F3']

    if mark >= 75.0:
        return grds[0]
    # .. etc

def finalmark():
    mark = float(input("Enter your mark"))
    fnlmark = grade(mark)
    print("Your grade is", fnlmark)

finalmark()

注意finalmark()现在负责打印；这是最好的地方，因为同样的功能还负责在屏幕上打印问题并接受用户输入。与您的版本一样，finalmark() 返回 None（因为这是默认值），我从 finalmark() 调用周围删除了 print() 以避免打印该返回值。打印它没有意义，finalmark() 永远不会返回除None 之外的任何内容。

您还可以删除一半的测试；只有 第一个匹配 if 或 elif 分支被选中，其余的被跳过。因此，您可以删除先前分支已经涵盖的测试：

def grade(mark):
    grds = ['First','Upper Second','Second','Third','F1 Supp.','F2','F3']

    if mark >= 75.0:
        return grds[0]
    elif mark >= 70.0:
        return grds[1]
    elif mark >= 60.0:
        return grds[2]
    elif mark >= 50.0:
        return grds[3]
    elif mark >= 45.0:
        return grds[4]
    elif mark >= 40.0:
        return grds[5]
    else:
        return grds[6]

如果第一个if mark >= 75.0: 测试不匹配，则无需再测试mark < 75.0，因为我们已经测试了逆向。测试mark >= 70.0 就足够下一个年级了。如果不匹配，我们就知道这个标记肯定小于70，所以接下来的测试只需要测试它是否大于60.0等。

现在出现了一种模式，您可以在此基础上构建循环。您测试一个下限，如果匹配，您就知道要返回哪个索引。建立一个单独的列表来存储下限：

def grade(mark):
    grds = ['First','Upper Second','Second','Third','F1 Supp.','F2','F3']
    bounds = [75.0, 70.0, 60.0, 50.0, 45.0, 40.0]

    for grade, bound in zip(grds, bounds):
        if mark >= bound:
            return grade

    # there is no lower bound for F3; if the loop didn't find a match,
    # we end up here and can assume the lowest grade.
    return grds[6]

我在这里使用zip() function 来配对等级名称和界限，成对的。您也可以使用enumerate() function 生成索引以及每个年级名称，或使用for index in range(len(grds)): 循环，但我发现zip() 在这里工作得更干净。

接下来，我们可以开始巧妙地使用算法。上面仍然测试每个等级，从高到低，一个一个。对于 N 个等级，这最多可能需要 N 个步骤。这是一个线性算法，它需要与输入一样多的步骤。

但是成绩是排序的，所以我们可以在这里使用二等分；跳到中间，看看标记是低于还是高于当前界限。然后选择任何一半，并再次测试，直到找到最佳匹配。二分法最多需要 Log(N) 步。 Python有一个very fast implementation included；它以递增顺序假定值，因此颠倒等级和界限：

import bisect

def grade(mark):
    grds = ['F3', 'F2', 'F1 Supp.', 'Third', 'Second', 'Upper Second', 'First']
    bounds = [40.0, 45.0, 50.0, 60.0, 70.0, 75.0]
    return grds[bisect.bisect_right(bounds, mark)]    

bisect.bisect_right() 平分bounds 以找到mark 的“插入点”，该插入点位于列表中相同值的右侧。所以35.0 将插入0，50.03（因为它等于或更高），74.05 和任何75.0 或更高在6。而这些恰好是匹配等级的确切指标。

Answer 2

两件非常简单的事情：

• 你从不返回任何东西。默认情况下，Python 将返回None。您可以通过在 print 语句之外或代替 print 语句添加 return 语句来解决此问题。

  def grade(mark):
      grds = ['First','Upper Second','Second','Third','F1 Supp.','F2','F3']
  
      if mark >= 75.0:
          print("Your grade is",grds[0])
          return grds[0]
      elif 75.0 > mark >= 70.0:
          print("Your grade is",grds[1])
          return grds[1]
  

• 您可以简化表达式。 Python 接受类似于数学范围的表达式范围（例如 0

Answer 3

以下是两个 pythonic 解决方案。作为一个学习问题，有一些有趣的地方需要理解：带有元组键的字典、迭代字典项、生成器表达式、类继承。

这不是构造代码的唯一方式。另一种方法是设置边界分数序列，如@MartijnPeter's answer。但是，这些是可读且性能合理的解决方案。

在这两种情况下，请注意您的代码中缺少的 return 语句的重要性。默认情况下，Python 返回None。

功能性

def grade(mark):

    grds = {(75, 100.1): 'First',
            (70, 75): 'Upper Second',
            (60, 70): 'Second',
            (50, 60): 'Third',
            (45, 50): 'F1 Supp.',
            (40, 45): 'F2',
            (0, 40): 'F3'}

    return next(v for k, v in grds.items() if k[0] <= mark < k[1])

面向对象

python 的美妙之处在于它在某种程度上结合了面向对象和函数式编程。考虑以下解决方案。效率会和上面差不多，但是它引入了一个构造，子类dict_range继承自dict，可以在其他场景中轻松重用。

class dict_range(dict):
    def __getitem__(self, value):
        return next(self.get(k) for k in self.keys() if k[0] <= value < k[1])

def grade(mark):

    grds = dict_range({(75, 100.1): 'First',
                       (70, 75): 'Upper Second',
                       (60, 70): 'Second',
                       (50, 60): 'Third',
                       (45, 50): 'F1 Supp.',
                       (40, 45): 'F2',
                       (0, 40): 'F3'})

    return grds[mark]

Answer 4

首先：为什么你的函数返回 None ？

因为您实际使用的是 print，它会将文本回显给用户。你想要使用的是 return，它将离开函数并基本上说“这就是我计算的结果”。

由于没有返回值，python 自动返回 None。如果您使用更严格的语言，您可能会遇到错误。

因此，你应该这样做：

return "Your grade is " + grds[0]

第二：如何改进你的代码？

首先要看到的是，如果第一个条件是有效的（mark >= 75.0），那么在所有的 elif 中，mark 不能大于（或等于）75，这意味着你可以，在这种情况下, 去掉每个 elif 中的每个低于条件。

第三：如何改进你的代码（二）？

现在，正如我告诉你的，return 离开了函数。因此，您可以使用它来删除 elifs：

def grade(mark):
    grds = ['First','Upper Second','Second','Third','F1 Supp.','F2','F3']

    if mark >= 75.0:
        return ("Your grade is " + grds[0])
    if mark >= 70.0:
        return ("Your grade is " + grds[1])
    if mark >= 60.0:
        return ("Your grade is " + grds[2])
    if mark >= 50.0:
        return ("Your grade is " + grds[3])
    if mark >= 45.0:
        return ("Your grade is " + grds[4])
    if mark >= 40.0:
        return ("Your grade is " + grds[5])
    return ("Your grade is " + grds[6])

现在的问题是相同的代码重复了很多次。这意味着您可以将其分成一个循环。我建议使用这样的边界数组：

def grade(mark):
    grds = ['First','Upper Second','Second','Third','F1 Supp.','F2','F3']
    bounds = [75.0, 70.0, 60.0, 50.0, 45.0, 40.0]
    for i in range(len(bounds)):
        if mark >= bounds[i]:
            return ("Your grade is " + grds[i])
    return ("Your grade is " + grds[-1])

希望我已经解释清楚了，如果您有任何问题，请在下面提问。

Answer 5

对 Makoto 的处理方式略有不同。同样，只是为了一个 sn-p。

if mark >= 75: 
    # limit the religion here by just saving an index
    idx = 0
# you don't need to check its below 75, as that was confirmed by above failing
elif mark >= 70:
    idx = 0
# now consolidate the repetitions here.
return grds[idx]