【Python 基础教程 05】超详细解析Python3注释:全面入门教程,初学者必读,了解Python如何 进行注释

简介: 【Python 基础教程 05】超详细解析Python3注释:全面入门教程,初学者必读,了解Python如何 进行注释

1. 引言:Python3注释的重要性

1.1 代码的可读性和可维护性

在编程过程中,“注释”(Comment)是一个关键的组成部分。在Python3中,注释的语法简洁而清晰,对于提升代码的可读性(Readability)和可维护性(Maintainability)具有重要作用。

Python3的注释与C/C++中的注释有着明显的不同。在C/C++中,我们使用"//“来创建单行注释,使用”//“来创建多行注释。而在Python3中,我们使用”#“来创建单行注释,对于多行注释,我们通常使用三重引号(”“”)来实现。

这是一个在Python3中使用注释的例子:

# 这是一个单行注释(This is a single-line comment)
"""
这是一个多行注释
(This is a multi-line comment)
"""

对比在C/C++中使用注释的例子:

// 这是一个单行注释(This is a single-line comment)
/* 
这是一个多行注释
(This is a multi-line comment)
*/

注释在代码中的作用主要是对编写的代码进行解释和说明,这对于代码的阅读者来说是非常有用的。不论是个人编程,还是团队协作,良好的注释习惯都是至关重要的。注释可以帮助开发者理解代码的功能和行为,提升代码的可读性,也有助于代码的维护工作。

关于注释的重要性,Python的创始人Guido van Rossum在《Python语言参考手册》中提到:“代码是写给人看的,顺便做机器执行。”这句话强调了写作清晰、易读的代码的重要性,注释在这方面发挥了重要的作用。

请记住,在编写代码时,我们的目标不仅是让机器理解我们的指令,更重要的是,我们需要让其他开发者(包括未来的我们自己)能够理解我们的代码。这就是为什么注释在编程中如此重要。

在英语口语交流中,我们通常会这样描述注释的作用:“Comments in code are primarily for human understanding, not for the computer."(代码中的注释主要是为了人类理解,而不是为了计算机。)

1.2 从设计到实施的思想传达

注释不仅能增强代码的可读性和可维护性,还有助于从设计到实施的思想传达。

在Python3中,我们常常使用注释来描述代码的主要功能、解释复杂的算法逻辑,或者给出函数和方法的输入输出等信息。这样可以帮助读者快速理解代码的目的和功能,避免了阅读和理解实际代码的复杂性。

与C/C++相比,Python3的注释更便于阅读和理解。比如,Python3支持文档字符串(docstring),这是一种特殊的注释,可以被用作自动化文档。以下是一个在Python3中使用docstring的例子:

def add_numbers(a, b):
    """
    这是一个添加两个数的函数(This function adds two numbers.)
    :param a: 第一个参数(The first parameter.)
    :param b: 第二个参数(The second parameter.)
    :return: 返回两个参数的和(The sum of the two parameters.)
    """
    return a + b

在C/C++中,我们通常会这样写注释:

// 这个函数添加两个数(This function adds two numbers.)
int add_numbers(int a, int b) {
    return a + b;
}

在英语口语交流中,我们通常会这样描述注释的这种作用:“Well-structured comments can help us convey ideas from design to implementation more efficiently."(结构良好的注释可以帮助我们更有效地从设计到实施传达思想。)

使用注释来解释代码的设计和功能,有助于编程者(包括他人和未来的自己)更好地理解代码,从而更加有效地进行代码的维护和修改。

Python的名著《流畅的Python》(Fluent Python)中就强调了注释在代码中的重要作用,作者Luciano Ramalho写道:“在Python中,注释和文档字符串的作用不仅是帮助读者理解代码,更重要的是,他们可以帮助我们的思想在从设计到实施的过程中得到更好的传达。”

因此,无论我们是在编写Python代码,还是在阅读他人编写的代码,都应该充分利用注释这一强大的工具,提高我们的编程效率和代码质量。

2. Python3注释的基础

2.1 单行注释的用法

在Python中,单行注释(single-line comment)是通过井号(#)来实现的。它只在一行内有效,并且只有在井号(#)之后的内容被认为是注释。

在C++中,你也可以使用两个斜杠(//)来创建单行注释。然而,Python并不识别这种注释方式。

Python示例

# 这是一个Python单行注释
print("Hello, World!")  # 这是一个行末注释

你会发现,井号(#)之后的文字不会影响代码的执行,这就是单行注释的作用。注释可以帮助其他人(或者未来的你)理解你的代码。

C++示例

// 这是一个C++单行注释
cout << "Hello, World!";  // 这是一个行末注释

在日常英语交流中,你可以将此描述为 “In Python, we use the hash symbol (#) for single-line comments.”(在Python中,我们使用井号(#)进行单行注释)。在这个句子中,“hash symbol” 是"井号"的英文表达方式,而 “single-line comments” 则是"单行注释"的英文翻译。

在这个句子中,“we use” 的用法十分常见,用来表示 “我们使用…”。而 “for” 则是一个介词,用于表示目的或者用途,也就是说,我们使用井号的目的是进行单行注释。

在《Python编程从入门到实践》一书中,Eric Matthes也强调了注释的重要性,并建议读者在编写代码的同时养成编写注释的习惯。通过这种方式,你可以确保代码的可读性和可维护性。

Python与C++的单行注释比较:

Python C++ 描述
# // 单行注释符号
井号(#)可以位于一行的任何位置 双斜线(//)可以位于一行的任何位置 注释可以放在一行的开始,或者在一行的末尾(行末注释)

了解了Python和C++中单行注释的使用后,你应该能够清楚地看到这两种语言在注释风格上的差异。下一节,我们将讨论Python的多行注释。

2.2 多行注释的用法

在Python中,虽然没有特定的多行注释(multi-line comment)语法,但我们可以通过两种方式实现类似的效果。

第一种方式是使用井号(#)在每行的开始位置,将每一行都标记为注释。

第二种方式是使用三重引号(‘’’ 或 “”"),这在Python中被称为文档字符串(docstrings)。虽然它们主要用于文档,但也可以用作多行注释。

Python示例

# 这是一个多行注释的
# 第一种方法
# 每行都以井号(#)开始
'''
这是一个多行注释的
第二种方法
使用三重引号
'''

C++的多行注释与Python的多行注释有所不同。在C++中,你可以使用 /* 和 */ 来创建一个多行注释块。

C++示例

/*
这是一个C++的多行注释
所有在/*和*/之间的内容
都会被视为注释
*/

在日常英语交流中,你可以说 “In Python, we use triple quotes (‘’') or the hash symbol (#) at the beginning of each line for multi-line comments.”(在Python中,我们使用三重引号(‘’')或者每行开始的井号(#)来进行多行注释)。在这个句子中,“triple quotes” 是"三重引号"的英文表达方式,“at the beginning of each line” 则意为"每行开始的地方"。

Python与C++的多行注释比较:

Python C++ 描述
# (每行开始) 或 ''' /**/ 多行注释符号
需要为每一行添加井号(#),或者使用三重引号包围整个注释块 只需要在注释块的开始和结束位置添加标记即可 使用方法

了解了Python和C++中多行注释的使用后,你应该能够看到这两种语言在多行注释风格上的差异。接下来的章节,我们将讨论更高级的主题,即Python的文档字符串。

3. 高级话题:文档字符串(Docstrings)

3.1 文档字符串的定义和用法

在Python3中,文档字符串,或者我们通常称之为"Docstrings",是一种重要的注释方式。它们通常用于解释一个模块,函数,类或方法的目的和用法。

Docstrings在Python中的定义和使用相对简单。它们是用三个双引号(“”")或三个单引号(‘’')开头和结尾的字符串,通常放在模块,函数,类或方法的开始处。以下是一个简单的例子:

def add(a, b):
    """
    这是一个添加函数(This is an add function).
    它会接收两个参数并返回他们的和(It takes two arguments and returns their sum).
    """
    return a + b

在上述示例中,我们定义了一个函数add,它接受两个参数并返回他们的和。我们在函数的开头使用了Docstring来描述函数的功能。这就是Docstrings的基本用法。

当然,这与C/C++中的注释方式有所不同。在C/C++中,我们通常使用 // 来进行单行注释,或者使用 /* ... */ 来进行多行注释。但是,C/C++没有Python的Docstrings的对应概念。当我们在C/C++中写注释时,我们通常需要将注释放在代码的上方或者同一行的后方。

在英语口语交流中,我们通常会将上述Python代码的Docstrings表述为:“This is an ‘add’ function. It takes two arguments and returns their sum.” (这是一个’add’函数。它接收两个参数并返回他们的和。)

在这个句子中,“This is…” 是一种常见的英语句型,用来描述或定义某件事情或某个对象。“It takes…and returns…” 则是一种描述函数功能的常见说法,“takes” 在这里的意思是"接收",“returns” 的意思是"返回"。这种句型可以用来描述任何函数或方法的输入和输出。

关于Python的文档字符串,一位名为Tim Peters的Python社区的资深贡献者在他的著名作品"Python之禅"(The Zen of Python)中提到:“明了胜于晦涩,简洁胜于复杂”。这不仅体现在Python的设计原则上,也体现在Python的注释风格上。文档字符串就是这一原则的体现,它鼓励我们编写简洁明了的注释,使得其他开发者可以更容易理解和使用我们的代码。

3.2 如何编写有效的文档字符串

编写有效的文档字符串(Docstrings)是提高代码可读性的关键。下面我们将介绍几个核心的建议,帮助您编写高质量的文档字符串。

  1. 描述清楚函数或者类的作用。一个好的文档字符串应该可以让人一目了然地看出函数或类的功能。例如:
def square(n):
    """
    计算平方值 (Calculate the square value of a number).
    n: 一个数字 (a number)
    返回值: n的平方 (the square of n)
    """
    return n * n
  1. 如果函数或类有参数,那么应该清楚地列出每个参数的类型,以及它们的作用。例如:
def greet(name, is_morning):
    """
    向一个人问候 (Greet a person).
    name: 一个字符串,人的名字 (a string, the name of the person)
    is_morning: 一个布尔值,表示是否是早上 (a bool, whether it is morning or not)
    返回值: 一个问候语字符串 (a greeting string)
    """
    if is_morning:
        return f"Good morning, {name}!"
    else:
        return f"Hello, {name}!"
  1. 如果函数有返回值,那么应该描述返回值的类型和作用。

在英语口语交流中,我们通常会将上述Python代码的Docstrings表述为:“The ‘square’ function calculates the square value of a number ‘n’. The ‘greet’ function greets a person named ‘name’ and it varies based on whether it’s morning or not.”

Python的PEP 257(Python Enhancement Proposal,Python改进提案)提供了关于文档字符串的标准,其中提到:Multi-line docstrings consist of a summary line just like a one-line docstring, followed by a blank line, followed by a more elaborate description. 这里,“summary line”(概要行)可以理解为对函数或方法的简要描述,而"more elaborate description"(更详细的描述)则可以包含参数的类型,作用以及函数的返回值等信息。

总的来说,编写有效的文档字符串是一个需要技巧和经验的过程。我们应该养成良好的编程习惯,为我们的代码添加适量的注释和文档字符串,使其具有更好的可读性和可维护性。

4. 在实践中使用Python3注释

4.1 使用注释进行调试

在编程过程中,我们经常会遇到一些问题或者bug需要进行调试。在这种情况下,注释(Comments)会是一种非常有效的工具。不同于C/C++,在Python3中,我们通常会使用#来进行单行注释,或者使用三个引号"""来进行多行注释。

例如,我们可以通过注释来临时禁用某段代码。在C/C++中,我们通常会使用/* ... */来实现。但在Python3中,我们只需要使用#或者"""。以下是一个具体的例子:

# 这是Python的单行注释
# print("Hello, World!")
"""
这是Python的多行注释
print("Hello, World!")
print("Hello, Python!")
"""

在上述例子中,print语句被注释掉,因此在运行时不会产生任何输出。这是一种在调试过程中临时禁用某段代码的常见做法。在Python的口语交流中,我们通常会说 “comment out some lines of code”(注释掉某些代码行)。

在C/C++中,我们通常使用//来注释单行代码,使用/* ... */来注释多行代码。而在Python3中,我们使用#"""..."""来达到相同的目的。这是两者在注释语法上的主要区别。

关于注释,著名的Python之禅(The Zen of Python)中有这样一句话:“Explicit is better than implicit”(显性胜于隐性)。这句话告诫我们,应该尽可能明确地表达我们的意图,而注释就是实现这一目标的有效工具。

4.2 使用注释编写可读性强的代码

编写易于理解的代码是每个程序员的责任。代码的可读性并不仅仅是代码逻辑清晰,变量命名合理等,还包括有恰到好处的注释(Comments)。注释在Python3和C/C++中都是非常重要的,可以帮助其他开发者理解你的代码。

在Python3中,注释通常位于代码行的上方或者同一行的右侧。一条好的注释应该简洁明了,用以解释代码的目的或者工作原理。例如:

# 计算面积(Calculate the area)
length = 10
width = 5
area = length * width  # 长乘以宽(Length multiplied by width)

同样的代码,如果没有注释,可能会给理解带来困扰。尤其是在处理复杂的算法或业务逻辑时,注释的作用更加突出。

C/C++和Python3在注释的语法上有些不同,如上一节所述,但注释的原则是一致的:“Code is more often read than written”(代码被读的次数远多于写的次数)。这是Python之禅(The Zen of Python)中的一句话,同样适用于所有的编程语言。

下面是Python3和C/C++的注释位置对比:

Python3 C/C++
# (行尾) // (行尾)
# (行首) /* ... */ (行首或者单独一行)

可以看到,Python3和C/C++在注释的位置上都是灵活的,可以根据需要进行选择。

使用注释可以大大提高代码的可读性和可维护性,为代码审查、调试、重构等活动节省大量时间。记住,一个好的程序员不仅会写出功能强大的代码,更会写出人人都能理解的代码。

5. 自动化文档:从注释到文档

5.1 Python的自动化文档生成工具

Python为自动化文档生成提供了多个强大的工具。它们通常使用注释,尤其是文档字符串(Docstrings,以下称为"文档字符串"),来自动提取有用的信息并生成整洁的文档。这些工具的主要优点是可以根据源代码实时生成文档,因此总能反映最新的代码状态。

pydoc

pydoc是Python自带的一个模块,可以生成文档并查看模块、类、函数和脚本的信息。比如你可以通过命令行工具 pydoc 查看 math 模块的文档:

pydoc math

或者直接在Python中查看:

import pydoc
pydoc.help("math")

pydoc的主要限制在于它不能产生像HTML这样的富文本格式,也不能生成类似于JavaDoc或Doxygen的文档结构。在C/C++中,这两种文档生成器分别为Java和C++提供了详细且有结构的文档生成方式。

Sphinx

Sphinx 是Python最常用的文档生成工具,也是Python自身和许多第三方库的首选。它从文档字符串中提取信息,并生成结构化的HTML、LaTeX(PDF)、man和文本文档。

def func(arg1, arg2):
    """Summary line.
    Extended description of function.
    Parameters:
    arg1 (int): Description of arg1
    arg2 (str): Description of arg2
    Returns:
    bool: Description of return value
    """

在上述代码中,我们看到文档字符串使用特定的格式来描述函数、参数和返回值。 Sphinx可以识别这些格式并生成相应的文档。相比C/C++的Doxygen,Sphinx提供了更丰富的格式选项和更高级的文档生成能力。

与C/C++的文档生成工具相比,Python的自动化文档生成工具更加强大和灵活,尤其是在支持Markdown和其他轻量级标记语言方面。在C/C++中,尽管Doxygen也支持Markdown,但并未达到Python的这种程度。 此外,Python的这些工具一般也更容易使用。

Python的自动化文档生成工具为我们提供了在注释中编写代码文档的另一个动力,因为好的注释可以直接转化为好的文档。

pydoc Sphinx JavaDoc Doxygen
文本格式
HTML
LaTeX(PDF)
支持Markdown
语法复杂度

英语口语表达

当你在与他人讨论关于自动化文档生成的话题时,你可能会说:“Python offers a number of powerful tools for automated documentation generation, such as pydoc and Sphinx. These tools extract useful information from comments, especially docstrings, and generate neat documentation.”(Python提供了许多强大的自动化文档生成工具,如pydoc和Sphinx。这些工具从注释,尤其是文档字符串中提取有用的信息,并生成整洁的文档。)。

请注意,以上句子使用了现在时,因为我们在描述Python的一种持续存在的属性。并且在美式英语中,形容词(如"powerful"、“useful”)通常在名词(如"tools"、“information”)之前,而介词短语(如"for automated documentation generation")通常在它所修饰的名词之后。

在描述这个话题的过程中,我们也可以引用一些Python3的经典之作,比如Kenneth Reitz的《The Hitchhiker’s Guide to Python》就有一段这样的描述:“Good code with bad comments is bad code. Good code with good comments is great code. The same rule applies to your documentation.”(带有糟糕注释的好代码就是糟糕的代码。带有好注释的好代码就是优秀的代码。这同样适用于你的文档。) 这本书极力推崇注释和文档在编程中的重要性,对理解Python编程有很大帮助。

5.2 编写良好注释以支持自动化文档

良好的注释是自动化文档生成的基础。只有当我们的注释充满洞见,易于理解,并且遵循一定的格式时,自动化文档生成工具才能最大限度地发挥效用。

编写良好的文档字符串

在Python中,良好的文档字符串(Docstrings,以下称为"文档字符串")应该满足以下几点:

  1. 首行应简洁地总结函数、方法或类的作用。
  2. 首行之后应留出一行空白。
  3. 接下来的段落可以提供更详细的描述。例如,你可以解释函数的行为、输入/输出的详细信息,甚至给出一些使用示例。

以下是一个示例:

def add(a, b):
    """
    Add two numbers together.
    This function takes two numbers, adds them together, and returns the result. 
    Note that this function does not perform any error checking, so make sure 
    that 'a' and 'b' are both numbers before calling this function.
    Parameters:
    a (int or float): The first number.
    b (int or float): The second number.
    Returns:
    int or float: The sum of 'a' and 'b'.
    """
    return a + b

选择合适的注释工具

在Python中,有许多工具和库可以帮助你生成和维护注释,比如pydocSphinx。与C/C++的文档生成工具(如Doxygen)相比,Python的这些工具通常更加用户友好,提供更强大的功能,比如支持Markdown等轻量级标记语言。

在编程实践中使用注释

虽然注释的重要性不言而喻,但在编程实践中,如何、何时使用注释并不总是清晰的。有些程序员可能会过度注释,有些可能会忽视注释。良好的规则是在以下情况中使用注释:

  1. 当代码的功能或目的不是一目了然时
  2. 当代码包含一些复杂的或巧妙的逻辑时
  3. 当代码使用了一些可能不为人知的技巧或特性时

最后,良好的注释应该始终保持更新。没有什么比阅读过时的注释更令人困惑的了。

Python C/C++
支持的注释类型 单行、多行、文档字符串 单行、多行、文档化注释
注释工具 pydoc、Sphinx Doxygen
是否支持Markdown 是(Sphinx) 是(Doxygen)

英语口语表达

当你在与他人讨论关于如何编写良好注释以支持自动化文档的话题时,你可能会说:“Good comments are the foundation for automated documentation generation. It’s crucial to make our comments insightful, easy to understand, and follow a certain format. This way, automated documentation generation tools can be maximally effective.” (良好的注释是自动化文档生成的基础。让我们的注释富有洞察力、易于理解,并遵循一定的格式是非常关键的。这样,自动化文档生成工具才能发挥最大的效用。)。

这个句子使用了现在时态来描述一个常态或事实。注意在英语中,"it’s crucial to…“这种表达方式是强调某事的重要性的常见句型。而在列举多个项目时,我们通常会使用”, and"这样的连词来连接。

6. Python3注释的最佳实践 (Best Practices for Python3 Comments)

6.1 何时应该使用注释 (When to Use Comments)

在Python3编程中,适当的注释对于理解代码非常重要。那么,何时应该使用注释呢?

6.1.1 描述复杂的代码逻辑 (Describing Complex Code Logic)

当你的代码包含复杂的逻辑或者特定的实现技巧时,使用注释可以帮助你和其他开发者理解这段代码。这是因为代码注释可以作为一种解释或澄清语句,解释代码的功能以及为什么选择特定的实现方式。对于Python来说,可以这样写注释:

# Check if the value is in the list (检查值是否在列表中)
if value in my_list:
    pass

对于C++来说,你可能需要如下方式进行注释:

// Check if the value is in the vector (检查值是否在向量中)
if (std::find(v.begin(), v.end(), value) != v.end()) {
    // Do something
}

在英语口语中,我们可以描述为:“Here, we are checking if a particular value exists in the list (or vector in C++).” (在这里,我们正在检查某个特定的值是否存在于列表(或C++中的向量)中。)

6.1.2 提供额外的背景信息或者解释重要的决策 (Providing Additional Context or Explaining Important Decisions)

当你在代码中作出重要决策,或者你的代码需要理解一些特定的背景信息才能理解时,注释就非常有用了。例如,如果你用到了某个特别的算法,或者某种特定的编程技巧,你可以在代码注释中解释为什么选择这种方式。

《Fluent Python》一书中,Luciano Ramalho强调了清晰、简洁注释的重要性,并建议在处理复杂问题或关键决策时使用注释。他指出,注释不应该重复代码所做的事情,而应该提供代码不能表达的信息,比如代码背后的意图、为什么这样做以及这个问题的上下文等。

例如:

# We use a dictionary here because it offers O(1) lookup time (我们在这里使用字典,因为它提供了O(1)的查找时间)
my_dict = {i: i*i for i in range(100)}

在C++中,注释可以这样写:

// We use an unordered_map here because it offers O(1) average complexity for search, insert, and remove operations (我们在这里使用无序映射,因为它为搜索、插入和删除操作提供了O(1)的平均复杂度)
std::unordered_map<int, int> my_map;
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    my_map[i] = i * i;
}

在英语口语中,我们可以描述为:“In this part of the code, we are using a dictionary (or unordered_map in C++) because it provides constant time complexity for lookup operations.” (在代码的这个部分,我们正在使用字典(或者在C++中的无序映射),因为它为查找操作提供了常数时间复杂度。)

注释是一种重要的工具,可以帮助我们的代码更易于理解和维护。然而,我们也需要注意到注释并不是代码质量的银弹。恰当的注释能够极大地增加代码的可读性,但过度或不恰当的注释则可能导致混乱和误解。我们应当努力编写清晰、简洁和有用的注释,同时避免注释的滥用。

在下表中,我们比较了Python和C++在注释使用上的一些主要差异:

特性 (Feature) Python C++
单行注释 (Single line comments) # //
多行注释 (Multiline comments) ‘’’ or “”" /* */
文档字符串 (Docstrings) Yes No
注释对代码执行的影响 (Effect on code execution) No effect No effect

为了更好地理解Python和C++在注释使用上的差异和相似性,我们需要在实际编程中灵活应用这些知识,通过实践来提高我们的编程技巧和代码质量。

6.2 如何有效地使用注释 (How to Use Comments Effectively)

无论在Python还是C++编程中,有效的使用注释都是至关重要的。以下是一些使用注释的最佳实践:

6.2.1 明确注释的目标 (Clarify the Purpose of Comments)

注释的目标是解释代码中那些可能不易理解的部分。它们不应该解释代码的显而易见的部分,而是应该专注于代码的复杂逻辑或特殊行为。在Python中:

# Using list comprehension to generate square numbers (使用列表生成式生成平方数)
squares = [i**2 for i in range(10)]

在C++中:

// Using loop to generate square numbers (使用循环生成平方数)
std::vector<int> squares;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    squares.push_back(i * i);
}

在英语口语中,我们可以描述为:“In this line, we are generating a list (or vector in C++) of square numbers using list comprehension (or a loop in C++).” (在这一行中,我们正在使用列表生成式(或在C++中的循环)生成一个平方数的列表(或在C++中的向量).)

6.2.2 保持注释的简洁和精确 (Keep Comments Concise and Accurate)

注释应该是简洁和精确的。过长或模糊的注释可能会令人困惑,不利于代码的理解。你的注释应该准确地反映代码的行为,并以简洁的方式传达这些信息。

# Wrong (错误)
# Here we are checking if the number is even. To do this, we are using the modulo operation with 2. If the remainder is 0, it means the number is even. (在这里,我们正在检查数字是否为偶数。为此,我们正在使用2的模运算。如果余数是0,那么数字就是偶数。)
# Correct (正确)
# Check if the number is even (检查数字是否为偶数)
is_even = num % 2 == 0

在C++中,我们可以按照同样的原则进行注释:

// Check if the number is even (检查数字是否为偶数)
bool isEven = num % 2 == 0;

在英语口语中,我们可以描述为:“Here, we’re checking if the number is even.” (在这里,我们正在检查数字是否为偶数。)

以上这些规则和技巧可以帮助你在Python和C++编程中更有效地使用注释。记住,良好的注释应当增强代码的可读性和可维护性,而不是增加阅读者的困扰。

6.3 避免注释的滥用 (Avoid Overuse of Comments)

虽然注释在代码可读性和维护性中起着重要的作用,但是过度或不适当的使用也可能带来问题。以下是一些需要避免的情况:

6.3.1 不必要的注释 (Unnecessary Comments)

注释不应该描述代码的显而易见的部分。好的代码应该是“自我注释的”,代码的逻辑和用途应该通过清晰的变量名和函数名,以及良好的代码结构来传达。

在Python中,例如:

# Adding 1 to the variable i (将变量i加1) -- Unnecessary comment
i += 1

在C++中,例如:

// Adding 1 to the variable i (将变量i加1) -- Unnecessary comment
i++;

在英语口语中,我们通常不会解释这样的代码:“In this line, we are incrementing the variable i by 1.” (在这一行中,我们将变量i增加了1。)

6.3.2 过时的注释 (Outdated Comments)

注释和代码的同步更新是非常重要的。如果代码已经改变,而注释仍然保留原来的内容,这可能会导致混淆和误解。因此,每当你修改代码时,都应该检查并更新相关的注释。

6.3.3 错误的注释 (Incorrect Comments)

注释错误的信息会对代码的理解产生负面影响。你应该确保注释正确地描述了代码的功能和行为。

在Python和C++编程中,注释的过度或不适当使用可能会导致代码更难理解和维护。因此,我们应该恰当地使用注释,既要充分利用它的优点,也要避免可能的陷阱。

7. 通过注释来支持代码审查

7.1 注释在代码审查中的作用

代码审查(Code Review)是在软件开发过程中的一个关键环节。它的主要目标是找出可能的错误,提高代码质量,并使代码更易于阅读和维护。在Python3中,注释(Comments)在代码审查中起着至关重要的作用。

代码审查与注释的关系

在代码审查过程中,注释能够清晰地传达程序员的意图(Intention)。注释可以说明复杂的代码逻辑,或者解释为什么选择某种实现方式。这对于代码审查者理解和评估代码质量有着极大的帮助。

例如,如果你看到一段如下的Python3代码:

for i in range(10):
    if i % 2 == 0:
        print(i)

这段代码在不使用注释的情况下,可能需要审查者花费一些时间来理解它的意图。然而,如果我们添加了一些注释,代码的意图就变得非常明显:

# 打印出0到9之间的所有偶数
for i in range(10):
    # 如果i是偶数
    if i % 2 == 0:
        print(i)

Python3注释与C/C++注释的差异

对于有C/C++背景的程序员来说,Python3注释与C/C++注释在形式和作用上都有一些区别。

  1. 在Python3中,我们使用 # 来进行单行注释,而在C/C++中,我们使用 // 进行单行注释。
    比如Python3中:
# 这是一个Python3的单行注释
  1. 在C/C++中:
// 这是一个C++的单行注释
  1. 对于多行注释,Python3提供了三重引号 """''',C/C++ 则使用 /**/
    在Python3中:
"""
这是一个Python3的
多行注释
"""
  1. 在C/C++中:
/*
这是一个C++的
多行注释
*/
  1. Python3还有一种特殊的注释,称为文档字符串(Docstrings),它通常用于为函数、类或模块等提供说明。这是C/C++中所没有的。
    在Python3中:
def function():
    """
    这是一个Python3的文档字符串,
    通常用于解释函数的作用和用法。
    """

请注意,尽管Python3和C/C++的注释方式不同,但注释的核心目标——提高代码的可读性和可维护性——在所有语言中都是相同的。

在口语交流中,我们可以将这些术语和句子转化为英语。例如,“代码审查”可以译为 “Code Review”,“注释可以帮助审查者理解代码的意图”可以译为 “Comments can help reviewers understand the intention of the code.”

对于C/C++的程序员来说,理解和运用Python3的注释方式,无疑可以增加代码的可读性和可维护性,同时也能促进有效的代码审查。

最后,我想引用Guido van Rossum(Python的创始人)在《Python语言参考手册》中的一段话来强调注释的重要性:

“代码是由人类编写并由人类阅读的。因此,注释对于代码的作者和未来的阅读者来说都是非常重要的。它们是代码的一部分,不应该被忽视。” (代码是写给人看的,顺便机器也能执行。)

这个观点不仅适用于Python3,对于所有的编程语言——包括C/C++——都是适用的。

7.2 编写针对审查者的注释

在进行代码审查(Code Review)时,编写高质量的、对审查者友好的注释(Comments)是非常重要的。这可以帮助审查者理解代码的功能和逻辑,从而更准确地评估代码的质量。

明确注释的目标读者

在编写注释时,我们首先需要考虑的是注释的目标读者。你的代码将由谁进行审查?他们是否熟悉你正在使用的语言特性和库?他们是否了解你解决问题的方法和技术?

考虑到这些因素,我们可以编写出更具针对性的注释。比如,如果你的代码审查者对Python3很熟悉,但对你使用的特定库不太了解,你可以在使用库的地方添加更详细的注释。

# 使用numpy库的dot函数进行矩阵乘法
result = np.dot(matrix1, matrix2)

解释非明显的设计决策

代码审查的目标之一是评估你的设计决策是否恰当。因此,如果你在代码中做出了一些非明显的设计决策,你应该在注释中解释你的决策过程。这可以帮助审查者理解你的思考过程,从而更准确地评估你的代码。

# 由于性能考虑,我们使用了快速排序而不是冒泡排序
# 因为我们的数据集大多数情况下都是几乎有序的,所以快速排序更高效
quick_sort(data)

注释应避免的事情

虽然注释是提高代码可读性和可维护性的重要工具,但我们也应当避免一些不良的注释实践。

  1. 避免重复代码:注释应该解释代码做什么,为什么要这样做,而不是怎么做。代码本身应该足够清晰以展示其是如何实现的。
    错误示例:
# 增加1到i
i += 1
  1. 避免过于明显或无用的注释:这种注释无法给读者提供任何有价值的信息,反而可能会使代码变得更难阅读。
    错误示例:
# 开始for循环
for i in range(10):
    pass

在英语口语交流中,我们可以这样描述这个过程:“When writing comments for code review, it’s crucial to consider the target audience of your comments and explain any non-obvious design decisions in your code. Avoid duplicating the code in your comments and refrain from overly obvious or useless comments."

通过深思熟虑地编写注释,我们可以使代码审查过程更加高效,同时也能提高我们的代码质量和可维护性。

8. 注释和代码维护

8.1 更新注释以反映代码更改

在编程过程中,随着项目的进展,代码常常会遭遇变更。对于C/C++和Python开发者而言,一致性更新注释反映代码更改是非常关键的,可以提升代码的可读性和可维护性。

假设我们有一段C++的代码和对应的注释:

int sum = 0; // 初始化求和变量为0 (Initialize the sum variable to 0)
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    sum += i; // 累加数值 (Accumulate the value)
}

后来,我们决定更改求和的上限,改为20。那么,代码可能变成如下形式:

int sum = 0; // 初始化求和变量为0 (Initialize the sum variable to 0)
for (int i = 0; i < 20; i++) {
    sum += i; // 累加数值 (Accumulate the value)
}

此时,代码的功能发生了变更,但是注释没有同步更新,可能会给阅读代码的人带来误解。因此,最好的做法是同时更新注释,让注释真实反映代码的行为。

同样的,在Python中,我们应当遵循同样的原则。比如说,我们有如下的Python代码及其注释:

sum = 0 # 初始化求和变量为0 (Initialize the sum variable to 0)
for i in range(10):
    sum += i # 累加数值 (Accumulate the value)

如果我们更改了range的参数,那么我们应当同时更改注释:

sum = 0 # 初始化求和变量为0 (Initialize the sum variable to 0)
for i in range(20):
    sum += i # 累加数值 (Accumulate the value)

C/C++与Python在注释的使用上有着诸多相似性,但也有些微妙的不同。比如,在C/C++中,我们通常用//来进行单行注释,用/* */进行多行注释。而在Python中,我们用#来进行单行注释,用三个引号(""" """或者''' ''')来进行多行注释。我们需要根据不同的语言习惯,用适当的方式来编写和更新注释。

这一点也在《Python编程:从入门到实践》这本书中有所提及。作者Eric Matthes强调,注释是一种重要的自我表达方式,它能帮助你明白你当时是如何思考的,而不只是你做了什么。对于Python来说,它的注释是非常人性化的,让你可以用自然语言描述你的思路,这也是Python深受欢迎的一个重要原因。

让我们来对比一下在这种情况下C++和Python的注释方式:

C++ Python
单行注释 // #
多行注释 /* */ """ """''' '''

注释并不是编程中可有可无的部分,而是重要的组成部分。没有注释的代码就像没有地图的旅行,可能会在关键时刻让你感到困惑。因此,不论在C++还是Python编程中,我们都需要养成良好的注释习惯。

8.2 使用注释帮助理解复杂的代码逻辑

复杂的代码逻辑是编程中常见的一种情况。在C/C++或Python中,我们经常会遇到复杂的算法,数据结构,或者特殊的设计模式。注释在这里扮演着至关重要的角色,它可以帮助我们理解和解析这些复杂的代码逻辑。

假设我们在C++中有这样一个复杂的算法:

// 使用快速排序算法 (Implementing Quick Sort Algorithm)
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        /* pi 是划分索引 (pi is partitioning index) */
        int pi = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pi - 1);  // 在划分索引之前对元素进行排序 (Sorting elements before partition)
        quickSort(arr, pi + 1, high); // 在划分索引之后对元素进行排序 (Sorting elements after partition)
    }
}

对于初次阅读的人,如果没有注释,他可能会很难理解这段代码的真正意图。而注释能帮助他理解每一部分的目的和工作方式。

与C++类似,Python中的复杂代码也可以通过注释来帮助理解。例如,我们有这样一个递归函数:

def factorial(n): 
    """计算阶乘的递归函数 (A recursive function to calculate factorial)"""
    if n == 1:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n-1)

在这个例子中,我们使用文档字符串(docstring)来解释函数的功能,这是Python特有的一种注释方式。这种注释不仅对阅读代码的人有帮助,也可以被Python的自动化文档工具读取,从而生成自动化文档。

在《Fluent Python》这本书中,作者Luciano Ramalho强调了注释在理解复杂代码逻辑中的重要性。他建议,注释应该解释代码的意图和行为,而不仅仅是描述它的功能。

无论是在C++还是Python中,都应当使用注释来帮助理解复杂的代码逻辑。注释应该简洁明了,能准确传达出代码的目的和工作方式。同时,我们也应该注意更新注释,以保持代码和注释之间的一致性。

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