前几个月发布的 Python 3.8 包含了一项重要的新功能，即海象算子。如果合理运用，该算子能有效地提升 Python 程序的执行效率。本文将对海象算子的作用和效果进行介绍，并会通过示例演示其使用方法和不适用的场景。本文作者为软件工程师 Animesh Gaitonde。
自我开始学习 Python 以及利用它的能力以来，我就一直是这门编程语言的死忠粉。Python 句法简单，易于掌握，而且有助于提升代码库的可读性和可维护性。相比于 C、C++、Java 或 Ruby 等其它高级语言，使用 Python 实现一个算法所需的代码量能少 5 倍之多。最近，Python 社区发布了该语言的 3.8 版本。作为 Python 语法糖的爱好者，我探索了发布说明，关注到了其中一个独特的算子。这个算子被称为「海象算子（Walrus Operator）」或「命名表达式算子（Named Expression operator）」，符号为「:=」。这个新算子（:=）能让我们为表达式中的一个变量赋值。这个符号看起来颇有些类似于海象的眼睛和犬齿。countries = [“India”, “USA”, “France”, “Germany”]if len(countries) 5: print (
"Length of countries is " + len(countries))
在上面的代码段中，我们两次调用了函数 len()。我们可以避免重复计算以提升可读性吗？当然可以，我们可对这段代码进行如下改进：country_size = len(countries)if country_size 5:
print ("Length of countries is " + country_size)
还有进一步改进的空间吗？我们可以不用单独一行来给「country_size」赋值吗？if country_size := len(countries) 5 :
print ("Length of countries is " + country_size)
这就是 Python 3.8 引入的海象算子的用武之地。我们可以在 if 语句之中直接执行声明和赋值操作。我们下面进一步探索该算子的能力。powers = [get_count(), get_count()**2, get_count()**3]
def get_count():
"Fetches count of records from a database"
上面的示例是通过多次调用一个高成本的函数 get_count() 来填充一个列表。有了海象算子的帮助，我们可以避免多次调用函数 get_count()，其具体的功能是将结果存储到一个变量中，然后我们可在后续的计算中复用同一个变量。下面演示了海象算子的用法：
powers =[result:= get_count(), result**2, result**3]
def get_count():
"Fetches count of records from a database"
从上面的例子可以看到，海象算子可以减少代码行数，让代码更可读，因此能简化代码审查人员的工作。此外，这也能实现代码行数和代码复杂度的平衡。employees = []
for id in employee_ids:
employee = fetch_employee(id)
if employee:
employees.append(employee)
上面的示例需要多次执行循环。一开始，我们创建一个空列表，然后在 id 列表上迭代并通过检查结果是否有效来填充我们创建的列表。employees = [result for id in employee_ids if (result:= fetch_employee(id))]
在处理大文件时，我们会将文件分块读取。每当读取一个分块时，都会检查它的值，并且该值也是 while 循环的终止条件。chunk = file.read(256
)
while chunk:
process(chunk)
chunk = file.read(256)
我们可以在 while 循环表达式中读取数据以及为要读取的数据赋值。由此我们就能避免在 while 循环之外显式地声明变量。如下示例：while chunk := file.read(256) :
process(chunk)
正则表达式匹配是一个两步式过程。第一步是检查是否有匹配，第二步是提取匹配的部分。obj = re.match(info).group(1) if re.match(info) else None
从上面的代码可以观察到，我们在一次匹配中重复计算了 re.match(info)。这会减慢该程序的执行速度，而且数据量越大减慢得越明显。上面的代码可以重写为如下形式，从而避免重复计算：obj = match.group(1) if match:= re.match(info) else None
a = 5
a := 5
empty_list = []
empty_list := []
如上所示，我们不能使用 := 替代 =。海象算子只能是一个表达式的一部分。a += 5
a :+=5
(lambda: a:= 5)
lambda: (a := 5)
(var := lambda: 5)
海象算子是作为 PEP-572（Python 改进提议）的一部分而引入的。如果要为 Python 语言引入一项新功能，总是需要经由 PEP 来实现，而且必须得到 Python 的发明者 Guido van Rossum 或他选择的代表的批准。围绕海象算子的争议非常多，而且由此引发的「战争」导致了 Python 之父 Guido van Rossum 告退，不再担任 Python 社区的终身仁慈独裁者（BDFL）。海象算子的争议点有很多，下面是其中几个：句法变化问题：开发者们为 := 提议了多种替代方案，比如「表达式 -> NAME」、「NAME -> 表达式」、「{表达式} NAME」等等。少数人建议使用现有的关键字，其他人则使用了新的算子。
后向兼容问题：这个特性无法向后兼容，也无法运行在之前的 Python 版本上。
算子名称问题：人们建议不要使用「海象算子」这样的代号，而是使用「赋值算子」、「命名表达式算子」、「成为算子」等术语，以免人们不明白。
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