Python 各版本重大更新#

Python 发布策略#

Python的版本采用年度更新策略，每年十月发布新版本，如3.10版本在2020年10月5日发布，3.11版本在2021年10月4日发布。本文旨在记录各重大特性的变更记录，方便使用新特性时参考版本。

python 3.9 2020年10月5日#

字典合并(PEP 584)

1
d1 = {"a": 1, "b": 2}
2
d2 = {"b": 3, "c": 4}
3
merged = d1 | d2  # {'a': 1, 'b': 3, 'c': 4}
4
d1 |= d2          # d1 = {'a': 1, 'b': 3, 'c': 4}

str.removeprefix() 和 str.removesuffix()(PEP 616)

1
s = "hello world"
2
s.removeprefix("hello")  # " world"
3
s.removesuffix("world")  # "hello "

集合泛型(PEP 585)

1
# old
2
import typing.List
3

4
def func(s: typing.List[int]):
5
    pass
6

7
# new
8
def func(s: list[int]):
9
    pass

再也不需要导入typing.List了，直接使用list[int]即可。

PEG解析器(PEP 617) 语法上无影响，主要影响解析器的实现，为后续的一些语法提供支撑。
zoneinfo(PEP 615) 和graphlib

1
import zoneinfo
2

3
tz = zoneinfo.ZoneInfo("Asia/Shanghai")

方便了对时区（包括夏令时）的处理。

graphlib主要增加了TopologicalSorter，用于拓扑排序。

性能优化 Vectorcall 协议(PEP 590)使用范围扩大，范围扩大到range、tuple、set、frozenset、list、dict的调用。

优化了多线程信号处理机制。

提高短ASCII字符串的性能。

python 3.10 2021年10月4日#

结构化模式匹配 (PEP 634, 635, 636): 引入match和case语句，用于模式匹配。

1
def http_error(status):
2
    match status:
3
        case 400:
4
            return "Bad request"
5
        case 404:
6
            return "Not found"
7
        case 418:
8
            return "I'm a teapot"
9
        case _:
10
            return "Something's wrong with the internet"

1
case 401 | 403 | 404:
2
    return "Not allowed"

括号上下文

1
with (
2
    open("file1.txt") as f1,
3
    open("file2.txt") as f2
4
):
5
    # do with f1, f2

使用”|“定义联合类型而不是typing.Union(PEP 604)

1
# old
2
def func(x: typing.Union[int, str]):
3
    pass
4

5
# new
6
def func(x: int | str):
7
    pass

C API int 类型新增了 int.bit_count() 方法。

zip() 函数新增了一个 strict 标志 (PEP 618)，用于强制所有可迭代对象的长度相等。

新增了两个内置函数 aiter() 和 anext()，用于异步迭代。

@staticmethod 和 @classmethod 装饰器得到改进，现在可以继承方法属性并拥有一个新的 wrapped 属性。

新增了 inspect.get_annotations() 函数，用于安全地计算注解，包括对字符串化注解进行反字符串化。

ssl 模块现在要求 OpenSSL 1.1.1 或更新版本，并具有更安全的默认设置。

python 3.11 2022年10月24日#

性能提升
- 与 3.10 相比平均提升 25%（部分场景提升 10-60%）
- 更快的启动速度：通过”冻结导入”实现
- 专门化自适应解释器：运行时识别热点代码，用更快的版本替换通用字节码
- 更廉价、惰性的 Python 帧
- 内联 Python 函数调用
异常处理增强
- 细粒度错误定位 (PEP 657)

1
# 现在错误信息会精确指向问题表达式
2
# 例如：TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
3
# 错误位置会用 ~^~~ 标记

异常组 (PEP 654)

1
try:
2
    raise ExceptionGroup("多个错误", [
3
        ValueError("值错误"),
4
        TypeError("类型错误")
5
    ])
6
except* ValueError:
7
    print("处理值错误")
8
except* TypeError:
9
    print("处理类型错误")

异常注解 (PEP 678)

1
try:
2
    raise ValueError("原始错误")
3
except ValueError as e:
4
    e.add_note("这是额外的上下文信息")
5
    raise

类型系统增强
- 可变参数泛型 (PEP 646)

1
from typing import TypeVarTuple, TypeVar
2

3
Shape = TypeVarTuple('Shape')
4
T = TypeVar('T')
5

6
class Array(Generic[T, *Shape]):
7
    pass

TypedDict 增强 (PEP 655)

1
from typing import TypedDict, Required, NotRequired
2

3
class Movie(TypedDict):
4
    title: Required[str]
5
    year: Required[int]
6
    rating: NotRequired[float]

Self 类型 (PEP 673)

1
from typing import Self
2

3
class Shape:
4
    def set_scale(self, scale: float) -> Self:
5
        self.scale = scale
6
        return self

标准库更新
- tomllib 模块 (PEP 680)：用于解析 TOML 文件
- asyncio 新增 TaskGroup
- enum 模块增强：新增 StrEnum、ReprEnum 和 EnumType
- re 模块支持原子组和所有格量词

python 3.12 2023年10月2日#

类型系统增强
- 类型参数语法 (PEP 695)

1
# 新的类型别名语法
2
type Point = tuple[float, float]
3

4
# 新的泛型类语法
5
class Vector[T]:
6
    def __init__(self, x: T, y: T):
7
        self.x = x
8
        self.y = y
9

10
# 新的泛型函数语法
11
def first[T](items: list[T]) -> T:
12
    return items[0]

TypedDict 增强 (PEP 692)

1
from typing import TypedDict, Unpack
2

3
class Options(TypedDict):
4
    timeout: int
5
    retries: int
6

7
def process(**options: Unpack[Options]):
8
    pass

@typing.override 装饰器 (PEP 698)

1
from typing import override
2

3
class Parent:
4
    def method(self) -> None:
5
        pass
6

7
class Child(Parent):
8
    @override
9
    def method(self) -> None:
10
        pass

语法增强
- f-string 语法规范化 (PEP 701)

1
# 支持多行表达式
2
f"""
3
{{
4
    'name': 'Alice',
5
    'age': 30
6
}}
7
"""
8

9
# 支持注释
10
f"Value: {value  # 这是一个注释}"
11

12
# 支持任意嵌套
13
f"{f"{f"{value}"}"}"

推导式内联 (PEP 709)

1
# 性能提升的列表推导式
2
squares = [x * x for x in range(1000)]

并发与性能
- 每个解释器独立的 GIL (PEP 684)
- 低影响监控 API (PEP 669)
- 缓冲协议可访问性 (PEP 688)

1
from collections.abc import Buffer
2

3
class MyBuffer:
4
    def __buffer__(self, flags: int) -> Buffer:
5
        # 实现缓冲区协议
6
        pass

标准库更新
- itertools.batched() 新增

1
from itertools import batched
2

3
# 将元素分组为大小为3的元组
4
for batch in batched(range(10), 3):
5
    print(batch)  # (0, 1, 2), (3, 4, 5), (6, 7, 8), (9,)

pathlib.Path 增强

1
from pathlib import Path
2

3
class CustomPath(Path):
4
    def custom_method(self):
5
        pass
6

7
# 新增 walk() 方法
8
for root, dirs, files in Path(".").walk():
9
    pass

sqlite3 模块增强

1
import sqlite3
2

3
# 自动提交模式
4
conn = sqlite3.connect(":memory:", autocommit=True)

错误信息改进
- NameError 提供更智能的建议
- ImportError 提供更精确的导入建议
- 改进的语法错误提示
性能优化
- 推导式执行速度提升（最高2倍）
- re.sub() 和 re.subn() 性能提升（2-3倍）
- asyncio.Task 创建速度提升
- tokenize 模块性能提升（最高64%）
弃用与移除
- 计划在 3.13 中移除的模块：aifc、cgi、crypt 等
- lib2to3 和 2to3 程序被弃用
- 移除 asynchat 和 asyncore 模块
- 移除 distutils 包

python 3.13 2024年10月7日#

交互式解释器 (REPL) 增强
- 基于 PyPy 代码的新 REPL
- 多行编辑支持
- 彩色提示符和回溯信息
- 交互式帮助 (F1)
- 历史记录浏览 (F2)
- 粘贴模式 (F3)
- 直接 REPL 命令支持

1
# 示例：新的 REPL 特性
2
>>> help  # 显示帮助信息
3
>>> exit  # 退出解释器
4
>>> # 支持多行编辑
5
... def hello():
6
...     print("Hello, World!")

错误信息改进
- 彩色回溯信息（可通过环境变量控制）
- 更智能的模块冲突提示
- 关键字参数建议

1
# 示例：改进的错误提示
2
def greet(name, age):
3
    pass
4

5
# 旧版本
6
greet(nam="Alice")  # TypeError: greet() got an unexpected keyword argument 'nam'
7

8
# 新版本
9
greet(nam="Alice")  # TypeError: greet() got an unexpected keyword argument 'nam'. Did you mean 'name'?

实验性特性
- 自由线程 CPython (PEP 703)

1
# 需要特殊构建和运行时标志
2
# 编译时：--enable-free-threading
3
# 运行时：PYTHON_GIL=0 或 -X gil=0
4

5
import threading
6

7
def worker():
8
    # 现在可以真正并行执行
9
    pass
10

11
threads = [threading.Thread(target=worker) for _ in range(4)]
12
for t in threads:
13
    t.start()

即时编译器 (JIT) (PEP 744)

1
# 需要特殊构建和运行时标志
2
# 编译时：--enable-experimental-jit
3
# 运行时：PYTHON_JIT=1
4

5
# JIT 会自动优化热点代码
6
def compute():
7
    result = 0
8
    for i in range(1000000):
9
        result += i
10
    return result

语言特性
- locals() 确定性突变语义 (PEP 667)

1
def example():
2
    x = 1
3
    local_vars = locals()
4
    local_vars['x'] = 2  # 不会影响实际的 x
5
    print(x)  # 输出: 1
6

7
    # 使用 f_locals 进行可靠更新
8
    import sys
9
    frame = sys._getframe()
10
    frame.f_locals['x'] = 2  # 会更新 x
11
    print(x)  # 输出: 2

标准库更新
- argparse 支持弃用选项

1
import argparse
2

3
parser = argparse.ArgumentParser()
4
parser.add_argument('--old-option',
5
                   help='Deprecated. Use --new-option instead.',
6
                   deprecated=True)

base64 模块增强

1
import base64
2

3
# 新增 Z85 编码支持
4
data = b"Hello, World!"
5
encoded = base64.z85encode(data)
6
decoded = base64.z85decode(encoded)

性能优化
- 标准库模块导入时间优化
- textwrap.indent() 性能提升（约30%）
- subprocess 模块优化
移除内容
- 完成 PEP 594 “死电池”移除
  - aifc
  - cgi
  - crypt
  - nntplib
  - telnetlib 等19个模块
- 移除 2to3 工具和 lib2to3 模块
- 移除 tkinter.tix 模块
- 移除 locale.resetlocale() 函数
- 移除 typing.io 和 typing.re 命名空间
- 移除链式 classmethod 描述符支持
移动平台支持
- 新增 iOS 和 Android 的 Tier 3 级别支持

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