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Python 增強提案

PEP 460 – 新增二進位制插值和格式化

作者:
Antoine Pitrou <solipsis at pitrou.net>
狀態:
已撤回
型別:
標準跟蹤
建立日期:
2014年1月6日
Python 版本:
3.5
目錄

摘要

本 PEP 提議為 bytes 和 bytearray 物件新增最小化的格式化操作。提議的新增包括：

  • bytes % ... 和 bytearray % ... 用於百分比格式化，語法類似於 str 物件的百分比格式化（接受單個物件、元組或字典）。
  • bytes.format(...) 和 bytearray.format(...) 用於一種格式化，其語法類似於 str.format()（接受位置引數和關鍵字引數）。
  • bytes.format_map(...) 和 bytearray.format_map(...) 用於一個與 str.format_map(...) 相似的 API，具有與 bytes.format() 和 bytearray.format() 相同的格式化語法和語義。

基本原理

在 Python 2 中，str % args 和 str.format(args) 允許對位元組字串進行格式化和插值。此功能通常用於組裝協議訊息，因為協議已知使用固定編碼。

Python 3 通常強制要求文字以 Unicode（即 str 物件，而不是 bytes）的形式儲存和操作。但在某些情況下，直接操作 bytes 物件是有意義的。典型用法是二進位制網路協議，您可能希望對幾個 bytes 物件（其中一些是字面量，一些是計算得出的）進行插值和組裝，以生成完整的協議訊息。例如，HTTP 或 SIP 等協議具有 ASCII 名稱的標頭以及使用可變且/或有時定義不明確的編碼的不透明“文字”值。此外，這些標頭可以跟一個二進位制主體……它可以被分塊並用 ASCII 標頭和尾部進行裝飾！

雖然有相當有效的方法可以累積二進位制資料（例如使用 bytearray 物件、bytes.join 方法，甚至 io.BytesIO），但沒有一種方法能產生像 % 格式化或 {} 格式化模板和格式化操作那樣可讀且直觀的程式碼。

二進位制格式化特性

支援的特性

在此提案中，bytes 和 bytearray 的百分比格式化支援以下特性：

  • 透過位置和名稱查詢格式化引數（即 %s 以及 %(name)s）。
  • %s 將嘗試獲取給定值的 Py_buffer，並回退呼叫 __bytes__。生成的二進位制資料將插入到字串中的指定位置。這有望與 bytes、bytearray 和 memoryview 物件（以及其他一些物件，如 pathlib 的 path 物件）一起使用。
  • %c 將接受一個介於 0 和 255 之間的整數，並插入具有給定值的位元組。

bytes 和 bytearray 的大括號格式化支援以下特性：

  • str.format() 支援的所有引數查詢型別（顯式位置查詢、自動增量位置查詢、關鍵字查詢、屬性查詢等）。
  • 在未指定修飾符或佈局時插入二進位制資料（例如 {}、{0}、{name}）。這具有與百分比格式化的 %s（見上文）相同的語義。
  • ‘c’ 修飾符將接受一個介於 0 和 255 之間的整數，並插入具有給定值的位元組（與上面的 %c 相同）。

不支援的特性

在 str 物件的格式化中存在的所有其他特性（透過百分號運算子或 str.format() 方法）均不支援。這些特性意味著將運算子或方法的接收者視為文字，這與文字/位元組分離相悖（例如，接受 %d 作為格式程式碼將意味著位元組物件實際上是一個 ASCII 相容的文字字串）。

除了大多數特定型別的格式程式碼外，各種佈局說明符（如填充或對齊）也包含在這些不支援的特性中。此外，str 物件不能作為格式化操作的引數，即使在使用例如 %s 格式程式碼時也是如此。

__format__ 不會被呼叫。

批評

  • 開發成本和維護成本。
  • 在 3.3 版本中，編碼到 ASCII 或 latin-1 與 memcpy 一樣快（但仍然會建立一個單獨的物件）。
  • 開發人員將不得不設法繞過二進位制格式的缺失，如果他們想支援 Python 3.4 及更早版本。
  • bytes.join() 在連線位元組字串方面一直比 format 快（XXX *是這樣嗎？*）。
  • 格式化函式可以實現在第三方模組中，而不是新增到內建型別中。

其他提案

一種新的資料型別

有人提議建立一個專門用於“網路程式設計”的新資料型別。本 PEP 的作者認為這適得其反。Python 3 已經有幾個主要型別用於處理二進位制資料：bytes、bytearray、memoryview、io.BytesIO。

再新增一種型別會使使用者感到困惑，並且會使庫之間的互操作性更加困難（由於必要的轉換，也可能不理想）。

此外，需要的不僅僅是一種型別，而是兩種：一種不可變型別（以允許雜湊），以及一種可變型別（因為在處理網路訊息時通常需要高效的累積）。

決議

本 PEP 被 接受 的 PEP 461 所取代，該 PEP 結合模運算子為 bytes 物件引入了更廣泛的格式化語言。

參考資料

來源：https://github.com/python/peps/blob/main/peps/pep-0460.rst

最後修改：2025-02-01 08:59:27 GMT