Python 工匠：善用变量来改善代码质量

一、『Python 工匠』是什么？我一直觉得编程某种意义上是一门『手艺』，因为优雅而高效的代码，就如同完美的手工艺品一样让人赏心悦目。
在雕琢代码的过程中，有大工程：比如应该用什么架构、哪种设计模式。也有更多的小细节，比如何时使用异常（Exceptions）、或怎么给变量起名。那些真正优秀的代码，正是由无数优秀的细节造就的。
『Python 工匠』这个系列文章，是我的一次小小尝试。它专注于分享 Python 编程中的一些偏『小』的东西。希望能够帮到每一位编程路上的匠人。
二、变量和代码质量作为『Python 工匠』系列文章的第一篇，我想先谈谈『变量（Variables）』。因为如何定义和使用变量，一直都是学习任何一门编程语言最先要掌握的技能之一。
变量用的好或不好，和代码质量有着非常重要的联系。在关于变量的诸多问题中，为变量起一个好名字尤其重要。
三、如何为变量起名在计算机科学领域，有一句著名的格言（俏皮话）：
There are only two hard things in Computer Science: cache invalidation and naming things.
在计算机科学领域只有两件难事：缓存过期和给东西起名字
– Phil Karlton
第一个『缓存过期问题』的难度不用多说，任何用过缓存的人都会懂。至于第二个『给东西起名字』这事的难度，我也是深有体会。在我的职业生涯里，度过的作为黑暗的下午之一，就是坐在显示器前抓耳挠腮为一个新项目起一个合适的名字。
编程时起的最多的名字，还数各种变量。给变量起一个好名字很重要，因为好的变量命名可以极大提高代码的整体可读性。
下面几点，是我总结的为变量起名时，最好遵守的基本原则。
1. 变量名要有描述性，不能太宽泛在可接受的长度范围内，变量名能把它所指向的内容描述的越精确越好。所以，尽量不要用那些过于宽泛的词来作为你的变量名：

BAD: day, host, cards, temp
GOOD: day_of_week, hosts_to_reboot, expired_cards

2. 变量名最好让人能猜出类型所有学习 Python 的人都知道，Python 是一门动态类型语言，它（至少在 PEP 484 出现前）没有变量类型声明。所以当你看到一个变量时，除了通过上下文猜测，没法轻易知道它是什么类型。
不过，人们对于变量名和变量类型的关系，通常会有一些直觉上的约定，我把它们总结在了下面。
『什么样的名字会被当成 bool 类型？』布尔类型变量的最大特点是：它只存在两个可能的值『是』或『不是』。所以，用 is、has 等非黑即白的词修饰的变量名，会是个不错的选择。原则就是：让读到变量名的人觉得这个变量只会有『是』或『不是』两种值。
下面是几个不错的示例：

is_superuser：『是否超级用户』，只会有两种值：是/不是
has_error：『有没有错误』，只会有两种值：有/没有
allow_vip：『是否允许 VIP』，只会有两种值：允许/不允许
use_msgpack：『是否使用 msgpack』，只会有两种值：使用/不使用
debug：『是否开启调试模式』，被当做 bool 主要是因为约定俗成

『什么样的名字会被当成 int/float 类型？』人们看到和数字相关的名字，都会默认他们是 int/float 类型，下面这些是比较常见的：

释义为数字的所有单词，比如：port（端口号）、age（年龄）、radius（半径） 等等
使用 _id 结尾的单词，比如：user_id、host_id
使用 length/count 开头或者结尾的单词，比如： length_of_username、max_length、users_count

注意：不要使用普通的复数来表示一个 int 类型变量，比如 apples、trips，最好用 number_of_apples、trips_count 来替代。
其他类型对于 str、list、tuple、dict 这些复杂类型，很难有一个统一的规则让我们可以通过名字去猜测变量类型。比如 headers，既可能是一个头信息列表，也可能是包含头信息的 dict 。
对于这些类型的变量名，最推荐的方式，就是编写规范的文档，在函数和方法的 document string 中，使用 sphinx 格式（Python 官方文档使用的文档工具）来标注所有变量的类型。
3. 适当使用『匈牙利命名法』第一次知道『匈牙利命名法』，是在 Joel on Software 的一篇博文中。简而言之，匈牙利命名法就是把变量的『类型』缩写，放到变量名的最前面。
关键在于，这里说的变量『类型』，并非指传统意义上的 int/str/list 这种类型，而是指那些和你的代码业务逻辑相关的类型。
比如，在你的代码中有两个变量：students 和 teachers，他们指向的内容都是一个包含 Person 对象的 list。使用『匈牙利命名法』后，可以把这两个名字改写成这样：
students -> pl_students
teachers -> pl_teachers
其中 pl 是 person list 的首字母缩写。当变量名被加上前缀后，如果你看到以 pl_ 打头的变量，就能知道它所指向的值类型了。
很多情况下，使用『匈牙利命名法』是个不错的主意，因为它可以改善你的代码可读性，尤其在那些变量众多、同一类型多次出现时。注意不要滥用就好。
4. 变量名尽量短，但是绝对不要太短在前面，我们提到要让变量名有描述性。如果不给这条原则加上任何限制，那么你很有可能写出这种描述性极强的变量名：how_much_points_need_for_level2 。如果代码中充斥着这种过长的变量名，对于代码可读性来说是个灾难。
一个好的变量名，长度应该控制在两到三个单词左右。比如上面的名字，可以缩写为 points_level2 。
绝大多数情况下，都应该避免使用那些只有一两个字母的短名字，比如数组索引三剑客 i、j、k，用有明确含义的名字，比如 persion_index 来代替它们总是会更好一些。
使用短名字的例外情况有时，上面的原则也存在一些例外。当一些意义明确但是较长的变量名重复出现时，为了让代码更简洁，使用短名字缩写是完全可以的。但是为了降低理解成本，同一段代码内最好不要使用太多这种短名字。
比如在 Python 中导入模块时，就会经常用到短名字作为别名，像 Django i18n 翻译时常用的 gettext 方法通常会被缩写成 _ 来使用