Python 3 是 Guido van
Rossum 功能強大的通用編程語言的最新版本。它雖然打破了與 2.x 版本的向後兼容性，但卻清理了某些語法方面的問題。本文是系列文章中的第一篇，介紹了影響該語言及向後兼容性的各種變化，並且還提供了新特性的幾個例子。
Python 版本 3，也被稱爲 Python 3000 或 Py3K（仿效 Microsoft® Windows® 2000 操作系統而命名的暱稱）是 Guido van Rossum 通用編程語言的最新版本。雖然新版本對該核心語言做了很多改進，但還是打破了與 2.x 版本的向後兼容性。其他一些變化則是人們期待已久的，比如：
真正的除法 — 例如，1/2 返回的是 .5。
-
long和int類型被統一爲一種類型，刪除了後綴 L。
-
True、False和None現在都是關鍵字。
本文 — Python 3 系列文章中的第一篇 — 的內容涵蓋了新的 print() 函數、input()、輸入/輸出（I/O）的變化、新的 bytes 數據類型、字符串和字符串格式化的變化以及內置的 dict 類型的變化。本文面向的是那些熟悉
Python 並對新版本的變化很感興趣但又不想費力讀完所有 Python Enhancement Proposal（PEP）的編程人員。（本文後面的 參考資料 部分提供了有關這些
PEP 的鏈接。）
新的 print() 函數
如今，您將需要讓手指習慣於鍵入 print("hello")，而不是原來的 print
"hello"，這是因爲 print 現在是一個函數，不再是一個語句。我知道，這多少有點痛苦。我認識的每個
Python 程序員 — 一旦安裝了版本 3 並得到 “語法不正確” 錯誤 — 都會鬱悶地大叫。我知道這兩個額外的符號十分討厭；我也知道這將會破壞向後兼容性。但是這種改變還是有好處的。
讓我們考慮這樣的情況，即需要將標準輸出（stdout）重定向到一個日誌。如下的例子會打開文件 log.txt 以便進行追加並將對象指定給 fid。之後，利用 print>> 將一個字符串重定向給文件 fid：
>>>fid = open("log.txt", "a")
>>>print>>fid, "log text"
另外一個例子是重定向給標準錯誤（sys.stderr）：
>>>print>>sys.stderr, "an error occurred"
上述兩個例子都不錯，但還有更好的解決方案。新的語法只要求給 print() 函數的關鍵字參數 file 傳遞一個值就可以了。比如：
>>>fid = open("log.txt", "a")
>>>print("log.txt", file=fid)
這樣的代碼，語法更爲清晰。另一個好處是通過向 sep 關鍵字參數傳遞一個字符串就能更改分割符（separator），通過向 end 關鍵字參數傳遞另外一個字符串就能更改結束字符串。要更改分割符，可以利用：
>>>print("Foo", "Bar", sep="%")
>>>Foo%Bar
總地來說，新的語法爲：
print([object, ...][, sep=' '][, end='endline_character_here'][, file=redirect_to_here])
其中，方括號（[]）內的代碼是可選的。默認地，若只調用 print() 自身，結果會追加一個換行符（ \n）。
從 raw_input() 到 input()
在 Python 版本 2.x 中，raw_input() 會從標準輸入（sys.stdin）讀取一個輸入並返回一個字符串，且尾部的換行符從末尾移除。下面的這個例子使用 raw_input() 從命令提示符獲取一個字符串，然後將值賦給 quest。
>>>quest = raw_input("What is your quest? ")
What is your quest? To seek the holy grail.
>>>quest
'To seek the holy grail.'
與之不同，Python 2.x 中的 input() 函數需要的是一個有效的
Python 表達式，比如 3+5。
最初，曾有人建議將 input() 和 raw_input() 從
Python 內置的名稱空間一併刪除，因此就需要進行導入來獲得輸入能力。這從方法上就不對；因爲，簡單鍵入：
>>>quest = input("What is your quest?")
將會變爲:
>>>import sys
>>>print("What is your quest?")
>>>quest = sys.stdin.readline()
對於一個簡單輸入而言，這太過繁瑣，並且對於一個新手，這未免太難理解。往往需要向他們講述模塊 和導入 究竟是怎麼回事、字符串輸出以及句點操作符又是如何工作的（如此麻煩的話，與
Java™ 語言就沒什麼差別了）。所以，在 Python 3 內，將 raw_input() 重命名爲input()，這樣一來，無須導入也能從標準輸入獲得數據了。如果您需要保留版本
2.x 的 input() 功能，可以使用 eval(input())，效果基本相同。
有關 bytes 的簡介
新的數據類型 bytes literal 及 bytes 對象的用途是存儲二進制數據。此對象是
0 到 127 的不可修改的整數序列或純粹的 ASCII 字符。實際上，它是版本 2.5 中 bytearray 對象的不可修改版本。一個 bytes
literal 是一個前面冠以 b 的字符串 — 例如，b'byte
literal'。對 bytes literal 的計算會生成一個新的 bytes 對象。可以用 bytes() 函數創建一個新的 bytes 對象。bytes 對象的構造函數爲：
bytes([initializer[, encoding]])
例如：
>>>b = (b'\xc3\x9f\x65\x74\x61') >>>print(b) b'\xc3\x83\xc2\x9feta'
會創建一個 bytes 對象，但這是多餘的，因爲通過賦值一個
byte literal 就完全可以創建 bytes 對象。（我只是想要說明這麼做是可行的，但是我並不建議您這麼做。）如果您想要使用
iso-8859-1 編碼，可以嘗試下面的做法：
>>>b = bytes('\xc3\x9f\x65\x74\x61', 'iso-8859-1')
>>>print(b)
b'\xc3\x83\xc2\x9feta'
如果初始化器（initializer）是一個字符串，那麼就必須提供一種編碼。如果初始化器是一個 bytes literal，則無須指定編碼類型：請記住，bytes literal 並不是字符串。但是與字符串相似，可以連接多個字節：
>>>b'hello' b' world' b'hello world'
用 bytes() 方法代表二進制數據以及被編碼的文本。要將 bytes 轉變爲 str， bytes 對象必須要進行解碼（稍後會詳細介紹）。二進制數據用 decode() 方法編碼。例如：
>>>b'\xc3\x9f\x65\x74\x61'.decode() 'ßeta'
也可以從文件中直接讀取二進制數據。請看以下的代碼：
>>>data = open('dat.txt', 'rb').read()
>>>print(data) # data is a string
>>># content of data.txt printed out here
它的功能是打開文件以便在二進制模式內讀取一個文件對象，並在整個文件內進行讀取。
字符串
Python 具有單一的字符串類型 str，其功能類似於版本
2.x 的 unicode 類型。換言之，所有字符串都是 unicode 字符串。而且 — 對非拉丁文的文本用戶也非常方便 — 非-ASCII 標識符現在也是允許的。例如：
>>>césar = ["author", "consultant"] >>>print(césar) ['author', 'consultant']
在 Python 之前的版本內，repr() 方法會將
8-位字符串轉變爲 ASCII。例如：
>>>repr('é')
"'\\xc3\\xa9'"
現在，它會返回一個 unicode 字符串：
>>>repr('é')
"'é'"
正如我之前提到的，這個字符串是內置的字符串類型。
字符串對象和字節對象是不兼容的。如果想要得到字節的字符串表示，需要使用它的 decode() 方法。相反，如果想要從該字符串得到
bytes literal 表示，可以使用字符串對象的 encode() 方法。
字符串格式化方面的變化
很多 Python 程序員都感覺用來格式化字符串的這個內置的 % 操作符太有限了，這是因爲：
- 它是一個二進制的操作符，最多隻能接受兩個參數。
- 除了格式化字符串參數，所有其他的參數都必須用一個元組（tuple）或是一個字典（dictionary）進行擠壓。
這種格式化多少有些不靈活，所以 Python 3 引入了一種新的進行字符串格式化的方式（版本 3 保留了 % 操作符和 string.Template 模塊）。字符串對象現在均具有一個方法 format()，此方法接受位置參數和關鍵字參數，二者均傳遞到 replacement
字段 。Replacement 字段在字符串內由花括號（{}）標示。replacement
字段內的元素被簡單稱爲一個字段。以下是一個簡單的例子：
>>>"I love {0}, {1}, and {2}".format("eggs", "bacon", "sausage")
'I love eggs, bacon, and sausage'
字段 {0}、{1} 和 {2} 通過位置參數 eggs、 bacon 和 sausage 被傳遞給 format() 方法。如下的例子顯示瞭如何使用 format() 通過關鍵字參數的傳遞來進行格式化：
>>>"I love {a}, {b}, and {c}".format(a="eggs", b="bacon", c="sausage")
'I love eggs, bacon, and sausage'
下面是另外一個綜合了位置參數和關鍵字參數的例子：
>>>"I love {0}, {1}, and {param}".format("eggs", "bacon", param="sausage")
'I love eggs, bacon, and sausage'
請記住，在關鍵字參數之後放置非關鍵字參數是一種語法錯誤。要想轉義花括號，只需使用雙倍的花括號，如下所示：
>>>"{{0}}".format("can't see me")
'{0}'
位置參數 can't see me 沒有被輸出，這是因爲沒有字段可以輸出。請注意這不會產生錯誤。
新的 format() 內置函數可以格式化單個值。比如：
>>>print(format(10.0, "7.3g"))
10
換言之，g 代表的是 一般格式，它輸出的是寬度固定的值。小數點前的第一個數值指定的是最小寬度，小數點後的數值指定的是精度。format specifier 的完整語法超出了本文的討論範圍，更多信息，可以參見本文的 參考資料 小節。
內置 dict 類型的變化
3.0 內的另一個重大改變是字典內 dict.iterkeys()、 dict.itervalues() 和 dict.iteritems() 方法的刪除。取而代之的是.keys()、 .values() 和 .items()，它們被進行了修補，可以返回輕量的、類似於集的容器對象，而不是鍵和值的列表。這樣的好處是在不進行鍵和條目複製的情況下，就能在其上執行 set 操作。例如：
>>>d = {1:"dead", 2:"parrot"}
>>>print(d.items())
<built-in method items of dict object at 0xb7c2468c>
注意：在 Python 內，集 是惟一元素的無序集合。
這裏，我創建了具有兩個鍵和值的一個字典，然後輸出了 d.items() 的值，返回的是一個對象，而不是值的列表。可以像 set 對象那樣測試某個元素的成員資格，比如：
>>>1 in d # test for membership True
如下是在 dict_values 對象的條目上進行迭代的例子：
>>>for values in d.items(): ... print(values) ... dead parrot
不過，如果您的確想要得到值的列表，可以對所返回的 dict 對象進行強制類型轉換。比如：
>>>keys = list(d.keys()) >>>print(keys) [1,2]
新的 I/O
在深入研究 I/O 的新機制之前，很有必要先來看看抽象基類（ abstract base classes，ABC）。更深入的介紹將會在本系列的第 2 部分提供。
ABC 是一些無法被實例化的類。要使用 ABC，子類必須繼承自此 ABC 並且還要覆蓋其抽象方法。如果方法的前綴使用 @abstractmethod 修飾符（decorator），那麼此方法就是一個抽象方法。新的
ABC 框架還提供了 @abstractproperty 修飾符以便定義抽象屬性。可以通過導入標準庫模塊 abc 來訪問這個新框架。清單
1 所示的是一個簡單的例子。
清單 1. 一個簡單的抽象基類
from abc import ABCMeta
class SimpleAbstractClass(metaclass=ABCMeta):
pass
SimpleAbstractClass.register(list)
assert isinstance([], SimpleAbstractClass)
register() 方法調用接受一個類作爲其參數並會讓此
ABC 成爲所註冊類的子類。這一點可以通過在最後一行上調用 assert 語句進行驗證。清單
2 是使用修飾符的另外一個例子。
清單 2. 使用修飾符的一個抽象基類
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class abstract(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def absMeth(self):
pass
class A(abstract):
# must implement abstract method
def absMeth(self):
return 0
瞭解了 ABC 之後，我們就可以繼續探究新的 I/O 系統了。之前的 Python 發佈版都缺少一些重要但是出色的函數，比如用於類似於流的對象的seek()。 類似於流的對象 是一些具有 read() 和 write() 方法的類似於文件的對象
— 比如，socket 或文件。Python 3 具有很多針對類似於流的對象的 I/O 層 — 一個原始的 I/O 層、一個被緩衝的 I/O 層以及一個文本 I/O 層 — 每層均由其自身的 ABC 及實現定義。
打開一個流還是需要使用內置的 open(fileName) 函數，但是也可以調用 io.open(fileName))。這麼做會返回一個緩衝了的文本文件；read() 和 readline() 會返回字符串（請注意，Python
3 內的所有字符串都是 unicode）。您也可以使用 open(fileName,
'b') 打開一個緩衝了的二進制文件。在這種情況下，read() 會返回字節，但 readline() 則不能用。
此內置 open() 函數的構造函數是：
open(file,mode="r",buffering=None,encoding=None,errors=None,newline=None,closefd=True)
可能的模式有：
-
r：讀 -
w：打開供寫入 -
a：打開供追加 -
b：二進制模式 -
t：文本模式 -
+：打開一個磁盤文件供更新 -
U：通用換行模式
默認的模式是 rt，即打開供讀取的文本模式。
buffering 關鍵字參數的期望值是以下三個整數中的一個以決定緩衝策略：
-
0：關閉緩衝 -
1：行緩衝 -
> 1：完全緩衝（默認）
默認的編碼方式獨立於平臺。關閉文件描述符或 closefd 可以是
True 或 False。如果是 False，此文件描述符會在文件關閉後保留。若文件名無法奏效的話，那麼 closefd 必須設爲
True。
open() 返回的對象取決於您所設置的模式。表
1 給出了返回類型。
表 1. 針對不同打開模式的返回類型
| 模式 | 返回對象 |
|---|---|
| 文本模式 |
TextIOWrapper |
| 二進制 |
BufferedReader |
| 寫二進制 |
BufferedWriter |
| 追加二進制 |
BufferedWriter |
| 讀/寫模式 |
BufferedRandom |
請注意：文本模式可以是 w、 r、wt、 rt 等。
清單 3 中所示的例子打開的是一個緩衝了的二進制流以供讀取。
清單 3. 打開一個緩衝了的二進制流以供讀取
>>>import io
>>>f = io.open("hashlib.pyo", "rb") # open for reading in binary mode
>>>f # f is a BufferedReader object
<io.BufferedReader object at 0xb7c2534c>
>>>f.close() # close stream
BufferedReader 對象可以訪問很多有用的方法，比如 isatty、 peek、raw、 readinto、readline、 readlines、seek、seekable、tell、 writable、write 和 writelines。要想查看完整列表，可以在 BufferedReader 對象上運行 dir()。