Python 進階特性實戰指南：可變參數、glob、調試、UUID、序列化、壓縮、atexit

1. 可變參數函數

def foo(*args):
    print("Number of arguments:", len(args))
    for i, x in enumerate(args):
        print(f"Argument {i}: {x}")

foo()                    # 0
foo("hello")             # 1: hello
foo("hello", "world")    # 2: hello, world

*args 收集位置參數為元組；**kwargs 收集關鍵字參數為字典。

2. glob 文件模式匹配

import glob
# 獲取所有 .py 文件
files = glob.glob('*.py')
# 多模式
import itertools
def multi_glob(*patterns):
    return itertools.chain.from_iterable(glob.glob(p) for p in patterns)

for f in multi_glob("*.txt", "*.py"):
    print(f)

配合 os.path.realpath 獲取絕對路徑。

3. 調試利器：inspect + logging

import logging, inspect
logging.basicConfig(level=logging.INFO, format='%(asctime)s %(levelname)s %(filename)s:%(lineno)d: %(message)s')

def debug_info():
    frame = inspect.currentframe().f_back
    print(frame.f_code.co_filename, frame.f_lineno, frame.f_code.co_name)

logging.info("Application started")
debug_info()

inspect.getouterframes() 可獲取完整調用棧，適合構建自定義日誌上下文。

4. 生成唯一 ID：uuid 模組

import uuid
uid = uuid.uuid1()  # 基於時間+MAC
print(uid)          # 9e177ec0-65b6-11e3-b2d0-e4d53dfcf61b
# 去連字號
print(str(uid).replace('-', ''))
# 隨機 UUID (v4)
print(uuid.uuid4())

注意：`uuid1()` 尾部相似因包含 MAC 地址；高安全場景用 `uuid4()` 或加密雜湊。

5. 序列化：pickle vs json

import pickle, json
data = ['hello', 42, [1, 'two'], 'apple']

# pickle (Python 專用，支援任意對象)
pickled = pickle.dumps(data)
restored = pickle.loads(pickled)

# json (跨語言，僅基本類型)
json_str = json.dumps(data)
restored2 = json.loads(json_str)  # 列表變為 Unicode 字符串

複雜對象用 pickle；API 交互、配置文件用 json。

6. 字符串壓縮：zlib

import zlib
text = "Lorem ipsum " * 100
compressed = zlib.compress(text.encode())
print("Original:", len(text), "Compressed:", len(compressed))
decompressed = zlib.decompress(compressed).decode()
assert decompressed == text

無需臨時文件，內存級壓縮，適合網絡傳輸、緩存大文本。

7. 註冊關閉鉤子：atexit

import atexit, time
start = time.time()

def report():
    print(f"Runtime: {time.time() - start:.2f}s")

atexit.register(report)
# 程序正常退出、異常退出、sys.exit() 皆會執行
# 不會執行：os._exit()、SIGKILL、解釋器崩潰

優於在腳本末尾寫代碼：即使拋出未捕獲異常也會執行。

8. HMAC 與雜湊（補充）

import hmac, hashlib
key = b'secret'
msg = b'message'
print(hmac.new(key, msg, hashlib.sha256).hexdigest())

m = hashlib.sha1()
m.update(b"The quick brown fox jumps over the lazy dog")
print(m.hexdigest())

用於 API 簽名、完整性校驗。

總結