Python 3.10版本新增了哪些功能？

Python 3.10作为最新的Python版本于2021年10月4日正式发布。虽然这个版本不是一个大版本，但是它仍然包含了许多新的特性和改进。在这篇文章中，我们将讨论Python 3.10中的一些新特性。

匹配模式

Python 3.10中引入了一种称为“匹配模式”的新的语法，它是一种更精确地匹配文本的方式。在以前的Python版本中，我们通常使用正则表达式来匹配文本。但是在Python 3.10中，通过一些新的符号和语法， Python提供了一种更加简洁且易于阅读的用来匹配文本的方式。

例如下面这个例子：

text = "Hello, World!"
match := re.search(r"\b\w+\b", text)
print(match.group(0))

使用正则表达式匹配和提取文本单词时，需要使用\b\w+\b这样的模式，比较繁琐。而在Python 3.10中，可以使用更简洁的方式：

text = "Hello, World!"
match := re.match("{greeting}, {subject}!", text)
print(match['subject'])

这种新的匹配模式可以共用许多 re 模块的功能，例如简化了正则表达式匹配中的语法，增强了可读性。

新的操作符和语法

矩阵乘法操作符 `@`

Python 3.5引入了矩阵乘法函数numpy.dot()。在Python 3.6中，引入了@运算符以表示矩阵乘法。在Python 3.10中，这种运算符被推广到了所有类型。这意味着，现在可以使用@在数字、字符串和其他对象之间执行矩阵乘法操作。

例如下面这个例子：

a = [[1, 2], [3, 4]]
b = [[5, 6], [7, 8]]
result = a @ b
print(result)

`as`关键字的新语义

在Python 3.10中，as关键字获得了一些新的语义。现在，它可以作为except块中捕获异常时，指定异常变量的替代名称。

例如下面这个例子：

try:
    some_code_that_raises_an_exception()
except Exception as exc:
    print(f"Exception occurred: {exc}")

私有属性名称

在Python中，通常使用前缀为_的变量名表示私有属性。但是，这种方法只是一种约定而已，并不会真正防止其他代码对该属性进行访问。在Python 3.10中，使用前缀为__的变量名表示私有属性时，将更加安全。这是因为，Python会自动给这些属性名添加前缀，以防止它们与子类中定义的同名属性发生冲突。

例如下面这个例子：

class MyClass:
    def __init__(self):
        self.__private_var = "foo"

    def get_private_var(self):
        return self.__private_var

obj = MyClass()
print(obj.get_private_var())
print(obj.__private_var) # 抛出 AttributeError 异常

性能改进

PEP 623：更改字典的哈希算法

Python中的字典使用哈希表来实现，但是这种方式在数据量越来越多的情况下，会导致哈希冲突增多从而引发性能问题。在Python 3.10中，PEP 623介绍了一种新的字典实现方式，使用的是双散列哈希策略，这种方式可以有效地解决哈希冲突问题，提高字典操作的效率。

PEP 614：抽象基类中的协议

PEP 614介绍了一种新的方式来定义抽象类和接口。这种方式被称为“协议”，它通过定义一组特定的方法来描述类的行为，而不是仅仅描述类的接口。这种方法可以更加灵活地定义类的行为，同时也提高了代码的可维护性和可扩展性。

其他改进和新特性

除了上述特性和改进，Python 3.10还包含了一些其他的改进和新特性。例如：

新的模块zoneinfo，用于处理时区相关信息。
使用import x := y语法，可以轻松地将两个名称绑定在一起，同时又不会污染全局命名空间。
PyUnicodeAPI已从C-API中删除，这意味着在将来的版本中，Unicode API的可用性将进一步减少。

结论

Python 3.10作为Python的最新版本，包含了许多新的特性和改进。其中，匹配模式、矩阵乘法操作符和新的as关键字等语法上的改进可以让Python代码更加简洁和易于阅读。同时，字典哈希算法的改进和协议的引入等可以提高Python代码的性能和可维护性。如果你是Python开发者，那么Python 3.10是一个非常值得尝试的版本。