python最新版311正式发布有哪些新特色？15

Python 最新版 3.11 于2022.10.24正式发布，这一版有很多改进和变化，最显著的特点是执行速度更改、用户使用更友好。python 3.11 在以下主要方面做了改进或具备了新的特点：

• 为报错消息提供了更多的追溯信息
• 基于更快的CPython项目做了更多的改进，使得代码执行速度更快
• 任务分组和异常分组简化了异步代码的运行
• 提供了几种新的类型变量的输入方法，从而可以更好地支持python的静态输入
• 支持原生的TOML，能与配置文件实现协作

本系列文章将分别对上述五个方面展开说明和演示。本文是针对第一点的示例代码、演示和说明。

示例代码1：

# inverse.py

def inverse(number):
    return 1 / number

print(inverse(0))

代码1 中定义了一个求倒数的函数，而 0 没有倒数，因此执行这段代码就会报错，python 3.11 将给出以下报错信息：

$ python inverse.py
Traceback (most recent call last):
  File "/python_prj/inverse.py", line 6, in <module>
    print(inverse(0))
          ^^^^^^^^^^
  File "/python_prj/inverse.py", line 4, in inverse
    return 1 / number
           ~~^~~~~~~~
ZeroDivisionError: division by zero

报错信息中的 ^ 和 ~ 符号 标识出了代码有错误的地方。

再看一个报错方面的例子，示例代码2（一段 JSON 格式的数据，记录几个人的个人信息）：

[
    {"name": {"first": "Uncle Barry"}},
    {
        "name": {"first": "Ada", "last": "Lovelace"},
        "birth": {"year": 1815},
        "death": {"month": 11, "day": 27}
    },
    {
        "name": {"first": "Grace", "last": "Hopper"},
        "birth": {"year": 1906, "month": 12, "day": 9},
        "death": {"year": 1992, "month": 1, "day": 1}
    },
    {
        "name": {"first": "Ole-Johan", "last": "Dahl"},
        "birth": {"year": 1931, "month": 10, "day": 12},
        "death": {"year": 2002, "month": 6, "day": 29}
    },
    {
        "name": {"first": "Guido", "last": "Van Rossum"},
        "birth": {"year": 1956, "month": 1, "day": 31},
        "death": null
    }
]

这段JSON数据中，Uncle Barray这条只有姓名，和下面几条信息相比较，缺失最多；Grace Hopper 和 Ole-Johan Dahl是完整的，而 Ada Lovelace 的生日信息缺失月份和日期，而 Guido Van Rossum的死亡日期信息都没有。在python 3.11中读取上面的 JSON 数据，代码如下：

# programmers.py

import json
import pathlib

programmers = json.loads(
    pathlib.Path("programmers.json").read_text(encoding="utf-8")
)

用 pathlib 都这个JSON文件，并用 json 工具包进行信息解析，读取的结果存放在列表中，其中的每一项内容是词典类型。接下来，使用 dataclass 封装这些信息，代码如下：

# programmers.py

from dataclasses import dataclass

# ...

@dataclass
class Person:
    name: str
    life_span: tuple[int, int]

    @classmethod
    def from_dict(cls, info):
        return cls(
            name=f"{info['name']['first']} {info['name']['last']}",
            life_span=(info["birth"]["year"], info["death"]["year"]),
        )

每个 person 都有两个属性：name 和 life_span（寿命），另外为了方便起见，增加一个 构建函数 constructor，可以对 Person 进行初始化：

# programmers.py

# ...

def convert_pair(first, second):
    return Person.from_dict(first), Person.from_dict(second)

上面的代码中， convert_pair() 函数两次调用了 .from_dict() 构建函数，把Json结构的个人信息转换为 Person对象。为了看到报错的追溯信息，运行一下上面这段代码，

$ python -i programmers.py
>>> Person.from_dict(programmers[2])
Person(name='Grace Hopper', life_span=(1906, 1992))

因为Grace 的信息是完整的，所以代码中 programmer[2]可以把Grace的信息封装进 Person 对象，但是换作 programmer[0] 就报错了，看看给出的报错信息：

>>> programmers[0]
{'name': {'first': 'Uncle Barry'}}

>>> Person.from_dict(programmers[0])
Traceback (most recent call last):
  File "/python_prj/programmers.py", line 17, in from_dict
    name=f"{info['name']['first']} {info['name']['last']}",
                                    ~~~~~~~~~~~~^^^^^^^^
KeyError: 'last'

报错信息给出 keyError: ‘last’ , 因为 last 的信息缺失，并且把出错的地方用一串 ~ 和 ^ 标识出来。同样，programmer[1] 也会给出类似的报错信息，但报错的地方与之不同：

 >>> programmers[1]
{
    'name': {'first': 'Ada', 'last': 'Lovelace'},
    'birth': {'year': 1815},
    'death': {'month': 11, 'day': 27}
}

>>> Person.from_dict(programmers[1])
Traceback (most recent call last):
  File "/python_prj/programmers.py", line 18, in from_dict
    life_span=(info["birth"]["year"], info["death"]["year"]),
                                      ~~~~~~~~~~~~~^^^^^^^^
KeyError: 'year'

报错信息给出 keyError: ‘year’，因为 year 的信息缺失，可以看出报错的追溯信息具体、详细。再看看换作 programmer[3] 的报错消息和前面两种情况有什么差别，报错信息如下：

>>> programmers[4]
{
    'name': {'first': 'Guido', 'last': 'Van Rossum'},
    'birth': {'year': 1956, 'month': 1, 'day': 31},
    'death': None
}

>>> Person.from_dict(programmers[4])
Traceback (most recent call last):
  File "/python_prj/programmers.py", line 18, in from_dict
    life_span=(info["birth"]["year"], info["death"]["year"]),
                                      ~~~~~~~~~~~~~^^^^^^^^
TypeError: 'NoneType' object is not subscriptable

运行结果给出的错误是：TypeError: ‘NoneType’ object is not subscriptable，python 3.11之前的版本也这样的报错消息，但是因为这种报错的目标不清楚，给出的提示是“None”，就很难调试，在python 3.11 中出现这样的报错，报错消息给出的信息中具体指出了出错的地方，也是用一串 ~ 和 ^ 标识出来。

下面看一个函数嵌套调用的例子，前面说过，convert_pair() 调用了 Person.from_dict() 两次，如果下面代码中的调用情况，结果会是什么样：

>>> convert_pair(programmers[3], programmers[1])
Traceback (most recent call last):
  File "/python_prj/programmers.py", line 24, in convert_pair
    return Person.from_dict(first), Person.from_dict(second)
                                    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  File "/python_prj/programmers.py", line 18, in from_dict
    life_span=(info["birth"]["year"], info["death"]["year"]),
                                      ~~~~~~~~~~~~~^^^^^^^^
KeyError: 'year'

以上代码运行，封装 json结构中 ada的信息(即programmer[1])时，给出了 keyError 的错误，可以从 convert_pair() 追溯，因为该函数调用了.from_dict()两次，那这个错误是 处理 first 的信息发生的，还是处理 second 的信息发生的？python 3.11之前的版本就要靠程序员自己去查找，但在python 3.11 的报错信息中就直接说明了报错的地方，是处理 second 的信息时发生的。由此可以看出，python 3.11 在报错、追溯和调试方面比以前的版本更容易。