如何獲得更好的 Python 開發(fā)體驗(yàn)？

當(dāng)開始一個(gè)新的 Python 項(xiàng)目時(shí)，大家很容易一頭扎進(jìn)去就開始編碼。其實(shí)花一點(diǎn)時(shí)間選擇優(yōu)秀的庫，將為以后的開發(fā)節(jié)省大量時(shí)間，并帶來更快樂的編碼體驗(yàn)。

在理想世界中，所有開發(fā)人員的關(guān)系是相互依賴和關(guān)聯(lián)的（協(xié)作開發(fā)），代碼要有完美的格式、沒有低級(jí)的錯(cuò)誤、并且測(cè)試覆蓋了所有代碼。另外，所有這些將在每次提交時(shí)都可以得到保證。（代碼風(fēng)格統(tǒng)一、類型檢測(cè)、測(cè)試覆蓋率高、自動(dòng)檢測(cè)）

在本文中，我將介紹如何建立一個(gè)可以做到這些點(diǎn)的項(xiàng)目。你可以按照步驟操作，也可以直接跳到 使用 cookiecutter 生成項(xiàng)目 部分（老手）。

首先，讓我們創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目目錄：

mkdir best_practices
cd best_practices

pipx 安裝 Python 三方庫的命令行工具

Pipx^[2] 是一個(gè)可用于快速安裝 Python 三方庫的命令行工具。我們將使用它來安裝 pipenv 和 cookiecutter。通過下面的命令安裝 pipx：

python3 -m pip install --user pipx
python3 -m pipx ensurepath

使用 pipenv 進(jìn)行依賴管理

Pipenv^[3] 為你的項(xiàng)目自動(dòng)創(chuàng)建和管理 virtualenv（虛擬環(huán)境），并在安裝/卸載軟件包時(shí)從 Pipfile 添加/刪除軟件包。它還會(huì)生成非常重要的 Pipfile.lock 用于保證依賴的可靠性。

當(dāng)你知道，你和你的隊(duì)友正在使用相同的庫版本時(shí)，這將會(huì)極大地提高編程的信心和樂趣。Pipenv 很好地解決了使用相同的庫，版本不同的這一問題，Pipenv 在過去的一段時(shí)間里獲得了廣泛的關(guān)注和認(rèn)可，你可以放心使用。安裝命令如下：

pipx install pipenv

使用 black 和 isort 進(jìn)行代碼格式化

black^[4] 可以格式化我們的代碼：

Black 是毫不妥協(xié)的 Python 代碼格式化庫。通過使用它，你將放棄手動(dòng)調(diào)整代碼格式的細(xì)節(jié)。作為回報(bào)，Black 可以帶來速度、確定性和避免調(diào)整 Python 代碼風(fēng)格的煩惱，從而有更多的精力和時(shí)間放在更重要的事情上。

無論你正在閱讀什么樣的項(xiàng)目，用 black 格式化過的代碼看起來都差不多。一段時(shí)間后格式不再是問題，這樣你就可以更專注于內(nèi)容。

black 通過減少代碼的差異性，使代碼檢查更快。

而 isort^[5] 是對(duì)我們的 imports 部分進(jìn)行排序：

isort 為你導(dǎo)入的 Python 包部分（imports）進(jìn)行排序，因此你不必再對(duì) imports 進(jìn)行手動(dòng)排序。它可以按字母順序?qū)?dǎo)入進(jìn)行排序，并自動(dòng)將其拆分成多個(gè)部分。

使用 pipenv 安裝它，以便它們不會(huì)使部署混亂（可以指定只在開發(fā)環(huán)境安裝）：

pipenv install black isort --dev

Black 和 isort 并不兼容的默認(rèn)選項(xiàng)，因此我們將讓 isort 遵循 black 的原則。創(chuàng)建一個(gè) setup.cfg 文件并添加以下配置：

[isort]
multi_line_output=3
include_trailing_comma=True
force_grid_wrap=0
use_parentheses=True
line_length=88

我們可以使用以下命令運(yùn)行這些工具：

pipenv run black
pipenv run isort

使用 flake8 保證代碼風(fēng)格

Flake8 確保代碼遵循 PEP8 中定義的標(biāo)準(zhǔn) Python 代碼規(guī)范。使用 pipenv 安裝：

pipenv install flake8 --dev

就像 isort 一樣，它需要一些配置才能很好地與 black 配合使用。將這些配置添加到 setup.cfg ：

[flake8]
ignore = E203, E266, E501, W503
max-line-length = 88
max-complexity = 18
select = B,C,E,F,W,T4

現(xiàn)在我們可以運(yùn)行 flake8 了，命令：pipenv run flake8 。

使用 mypy 進(jìn)行靜態(tài)類型檢查

Mypy^[6] 是 Python 的非強(qiáng)制的靜態(tài)類型檢查器，旨在結(jié)合動(dòng)態(tài)（或 “鴨子”）類型和靜態(tài)類型的優(yōu)點(diǎn)。Mypy 將 Python 的表達(dá)能力和便利性與功能強(qiáng)大的類型系統(tǒng)的編譯時(shí)類型檢查結(jié)合在一起，使用任何 Python VM 運(yùn)行它們，基本上沒有運(yùn)行時(shí)開銷。

在 Python 中使用類型需要一點(diǎn)時(shí)間來適應(yīng)，但是好處卻是巨大的。如下：

• 靜態(tài)類型可以使程序更易于理解和維護(hù)
• 靜態(tài)類型可以幫助你更早地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并減少測(cè)試和調(diào)試的時(shí)間
• 靜態(tài)類型可以幫助你在代碼投入生產(chǎn)之前發(fā)現(xiàn)難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤

pipenv install mypy --dev

默認(rèn)情況下，Mypy 將遞歸檢查所有導(dǎo)入包的類型注釋，當(dāng)庫不包含這些注釋時(shí)，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。我們需要將 mypy 配置為僅在我們的代碼上運(yùn)行，并忽略沒有類型注釋的導(dǎo)入錯(cuò)誤。我們假設(shè)我們的代碼位于以下配置的 best_practices 包中。將此添加到 setup.cfg ：

[mypy]
files=best_practices,test
ignore_missing_imports=true

現(xiàn)在我們可以運(yùn)行 mypy 了：

pipenv run mypy

這是一個(gè)有用的 備忘單^[7] 。

用 pytest 和 pytest-cov 進(jìn)行測(cè)試

使用 pytest^[8] 編寫測(cè)試非常容易，消除編寫測(cè)試的阻力意味著可以快速的編寫更多的測(cè)試！

pipenv install pytest pytest-cov --dev

這是 pytest 網(wǎng)站上的一個(gè)簡單示例：

# content of test_sample.py
def inc(x):
    return x + 1

def test_answer():
    assert inc(3) == 5

要執(zhí)行它：

$ pipenv run pytest
=========================== test session starts ============================
platform linux -- Python 3.x.y, pytest-5.x.y, py-1.x.y, pluggy-0.x.y
cachedir: $PYTHON_PREFIX/.pytest_cache
rootdir: $REGENDOC_TMPDIR
collected 1 item

test_sample.py F                                                     [100%]

================================= FAILURES =================================
_______________________________ test_answer ________________________________

    def test_answer():
>       assert inc(3) == 5
E       assert 4 == 5
E        +  where 4 = inc(3)

test_sample.py:6: AssertionError
========================= 1 failed in 0.12 seconds =========================

我們所有的測(cè)試代碼都放在 test 目錄中，因此請(qǐng)將此目錄添加到 setup.cfg ：

[tool:pytest]
testpaths=test

如果還想查看測(cè)試覆蓋率。創(chuàng)建一個(gè)新文件 .coveragerc，指定只返回我們的項(xiàng)目代碼的覆蓋率統(tǒng)計(jì)信息。比如示例的 best_practices 項(xiàng)目，設(shè)置如下：

[run]
source = best_practices

[report]
exclude_lines =
    # Have to re-enable the standard pragma
    pragma: no cover

    # Don't complain about missing debug-only code:
    def __repr__
    if self\.debug

    # Don't complain if tests don't hit defensive assertion code:
    raise AssertionError
    raise NotImplementedError

    # Don't complain if non-runnable code isn't run:
    if 0:
    if __name__ == .__main__.:

現(xiàn)在，我們就可以運(yùn)行測(cè)試并查看覆蓋率了。

pipenv run pytest --cov --cov-fail-under=100

--cov-fail-under=100 是設(shè)定項(xiàng)目的測(cè)試覆蓋率如果小于 100％ 那將認(rèn)定為失敗。

pre-commit 的 Git hooks

Git hooks 可讓你在想要提交或推送時(shí)隨時(shí)運(yùn)行腳本。這使我們能夠在每次提交/推送時(shí)，自動(dòng)運(yùn)行所有檢測(cè)和測(cè)試。pre-commit^[9] 可輕松配置這些 hooks。

Git hook 腳本對(duì)于在提交代碼審查之前，識(shí)別簡單問題很有用。我們?cè)诿看翁峤粫r(shí)都將運(yùn)行 hooks，以自動(dòng)指出代碼中的問題，例如缺少分號(hào)、尾隨空白和調(diào)試語句。通過在 code review 之前指出這些問題，代碼審查者可以專注于變更的代碼內(nèi)容，而不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間處理這些瑣碎的樣式問題。

在這里，我們將上述所有工具配置為在提交 Python 代碼改動(dòng)時(shí)執(zhí)行（git commit），然后僅在推送時(shí)運(yùn)行 pytest coverage（因?yàn)闇y(cè)試要在最后一步）。創(chuàng)建一個(gè)新文件 .pre-commit-config.yaml，配置如下：

repos:
  - repo: local
    hooks:
      - id: isort
        name: isort
        stages: [commit]
        language: system
        entry: pipenv run isort
        types: [python]

      - id: black
        name: black
        stages: [commit]
        language: system
        entry: pipenv run black
        types: [python]

      - id: flake8
        name: flake8
        stages: [commit]
        language: system
        entry: pipenv run flake8
        types: [python]
        exclude: setup.py

      - id: mypy
        name: mypy
        stages: [commit]
        language: system
        entry: pipenv run mypy
        types: [python]
        pass_filenames: false

      - id: pytest
        name: pytest
        stages: [commit]
        language: system
        entry: pipenv run pytest
        types: [python]

      - id: pytest-cov
        name: pytest
        stages: [push]
        language: system
        entry: pipenv run pytest --cov --cov-fail-under=100
        types: [python]
        pass_filenames: false

如果需要跳過這些 hooks，可以運(yùn)行 git commit --no-verify 或 git push --no-verify

使用 cookiecutter 生成項(xiàng)目

現(xiàn)在，我們已經(jīng)知道了理想項(xiàng)目中包含了什么，我們可以將其轉(zhuǎn)換為 模板^[10] 從而可以使用單個(gè)命令生成一個(gè)包含這些庫和配置的新項(xiàng)目：

pipx run cookiecutter gh:sourcery-ai/python-best-practices-cookiecutter

填寫項(xiàng)目名稱和倉庫名稱，將為你生成新的項(xiàng)目。

要完成設(shè)置，請(qǐng)執(zhí)行下列步驟：

# Enter project directory
cd <repo_name>

# Initialise git repo
git init

# Install dependencies
pipenv install --dev

# Setup pre-commit and pre-push hooks
pipenv run pre-commit install -t pre-commit
pipenv run pre-commit install -t pre-push

模板項(xiàng)目包含一個(gè)非常簡單的 Python 文件和測(cè)試，可以試用上面這些工具。在編寫完代碼覺得沒問題后，就可以執(zhí)行第一次 git commit，所有的 hooks 都將運(yùn)行。

集成到編輯器

雖然在提交時(shí)知道項(xiàng)目的代碼始終保持最高水準(zhǔn)是件令人興奮的事情。但如果在代碼已全部修改完成之后（提交時(shí)），再發(fā)現(xiàn)有問題還是會(huì)讓人很不爽。所以，實(shí)時(shí)暴露出問題要好得多。

在保存文件時(shí)，花一些時(shí)間確保代碼編輯器運(yùn)行這些命令。有及時(shí)的反饋，這意味著你可以在代碼還有印象的時(shí)候能迅速解決引入的任何小問題。

我個(gè)人使用一些出色的 Vim 插件來完成此任務(wù)：

• ale^[11] 實(shí)時(shí)運(yùn)行 flake8 并在保存文件時(shí)運(yùn)行 black、isort 和 mypy

• 與 projectionist 集成的^[12] vim-test^[13] 在文件保存上運(yùn)行 pytest

以上便是我們對(duì)于如何提高Python開發(fā)體驗(yàn)所給的一些建議。如果文章對(duì)你有幫助，歡迎轉(zhuǎn)發(fā)/點(diǎn)贊/收藏~

參考資料