Python 3.13 有哪些新功能？

发布：2024-10-11 17:11 阅读：108 点赞：0

Python 3.13 的最新稳定版本带来了许多重要的更新，包括语言本身、实现和标准库的改进。本文将详细介绍这些更新，以便开发人员能够充分利用这些新特性。

一. 改进的交互式解释器

交互式解释器通常称为 REPL（读-评-打印循环），它接收输入，评估结果并输出，然后循环重复这个过程。

Python 现在引入了一个新的默认交互式 shell，基于 PyPy 项目进行了适配，提供了多个改进，使 REPL 的使用更加顺畅。

  • 多行编辑与历史记录：用户现在可以享受多行编辑功能，且历史记录会得到保留。
  • 常见命令的支持：可以直接使用帮助（help）、退出（exit）和退出（quit）等常用命令，而无需将它们作为函数调用。
  • 彩色提示和 traceback：默认情况下，提示和 traceback 被彩色化，提升了可读性。
  • 帮助浏览：用户可以使用 F1 键快速浏览帮助信息，F2 键可访问独立的命令历史记录，并在跳过输出和提示的情况下进行导航。
  • 粘贴模式：引入了 "粘贴模式"（F3），便于轻松粘贴较大代码块，再次按 F3 可以切换回常规模式。
  • 旧版 shell：如果用户更喜欢旧版 shell，可以通过设置 PYTHON_BASIC_REPL 环境变量来恢复。

二. 改进的错误信息

在 Python 3.13 中，终端显示的 traceback 默认带有颜色，这在运行时发生错误时增强了可读性。这一行为可以通过新的 PYTHON_COLORS 环境变量进行自定义，同时支持标准的 NO_COLOR 和 FORCE_COLOR 选项。此外，错误信息得到了改进，不仅突出问题，还提供修复建议。

三. 自由线程 CPython

自由线程执行模式使得线程可以在 CPU 核心之间并行运行，从而优化可用的处理能力。尽管并非所有软件都会自动利用此功能，但考虑到线程设计的程序在多核系统上可能会表现得更好。需要注意的是，自由线程模式仍然是实验性的，可能会导致一些错误，并显著降低单线程性能。使用环境变量 PYTHON_GIL 或命令行选项 -X gil=1，可以在运行时选择性地启用 GIL（全局解释器锁）的自由线程 CPython 构建。

要确定当前解释器是否支持自由线程，可以运行以下命令：

python -VV

并检查输出是否包含“实验性自由线程构建”。此外，可以使用以下函数检查在运行进程中 GIL 是否被禁用：

import sys  # 导入 sys 模块

# 检查 GIL 是否启用
is_gil_enabled = sys._is_gil_enabled()  # 返回 GIL 是否启用
print("GIL 是否启用:", is_gil_enabled)  # 输出 GIL 状态

四. 实验性的 JIT（即时编译）编译器

即时编译（JIT）编译器通过允许解释器在程序运行时编译某些代码来增强其速度。在 Python 3.13 中，引入了新的实验性 JIT 编译器。这意味着它被包含在 Python 的源代码中，但默认未启用。

要使用 JIT 编译器，需要配置特定版本的 Python 3.13，并启用 JIT，过程与使用自由线程 Python 类似，但具有不同的构建标志。当 CPython 使用以下命令配置和构建时：

--enable-experimental-jit

将添加 JIT 编译器，可能会加速某些 Python 程序。JIT 编译在同一操作重复执行的场景中显著提升性能，使 JIT 编译器有足够的时间分析和优化代码。

五. 标准库的改进

标准库的新增功能包括：

  • 新增异常：添加 PythonFinalizationError 异常，当操作在最终化过程中被阻塞时引发。
  • argparse 模块：该模块现在支持弃用命令行选项、位置参数和子命令。
  • base64 支持：新增 base64.z85encode() 和 base64.z85decode() 函数，用于支持 Z85 数据的编码和解码。
  • copy 模块：现在有一个 copy.replace() 函数，支持许多内置类型和任何定义了 __replace__() 方法的类。
  • dbm.sqlite3 模块：现在是默认的 dbm 后端。
  • os 模块：新增一系列用于处理 Linux 的计时器通知文件描述符的函数。
  • random 模块：现在具有命令行界面。

六. 包的移除

弃用模块是 Python 标准库中不建议在新项目中使用的功能，尽管它们在旧版本的 Python 中仍然可以运行。这些功能被认为是过时、不安全或不再积极维护。

以下剩余的 19 个“死电池”（遗留标准库模块）已从标准库中移除：

  • aifc
  • audioop
  • cgi
  • cgitb
  • chunk
  • crypt
  • imghdr
  • mailcap
  • msilib
  • nis
  • nntplib
  • ossaudiodev
  • pipes
  • sndhdr
  • spwd
  • sunau
  • telnetlib
  • uu
  • xdrlib

此外，以下工具和模块也被移除：

  • 移除 2to3 工具和 lib2to3 模块（在 Python 3.11 中弃用）。
  • 移除 tkinter.tix 模块（在 Python 3.6 中弃用）。
  • 移除 locale.resetlocale() 函数。
  • 移除 typing.io 和 typing.re 命名空间。
  • 移除链式 classmethod 描述符。

七. 结论

Python 3.13 引入的改进和新特性将显著增强开发人员的使用体验，提供更高效的性能和更友好的用户体验。通过充分利用这些新功能，开发人员可以创建更具交互性和高效的应用程序，进一步推动 Python 生态系统的发展。

交互式解释器 (1)