Python 3.5 新特性全面总结

发布时间：2015 年 9 月 13 日

官方文档：https://docs.python.org/zh-cn/3.5/whatsnew/3.5.html

一、重磅新语法

1. async/await 原生协程（PEP 492）

Python 3.5 引入完整的原生协程支持，告别 @asyncio.coroutine + yield from：

python 复制代码

import asyncio

# 协程函数
async def http_get(domain):
    reader, writer = await asyncio.open_connection(domain, 80)
    writer.write(b'GET / HTTP/1.1\r\nHost: %b\r\n\r\n' % domain.encode())
    async for line in reader:
        print('>>>', line)
    writer.close()

# 异步上下文管理器
async def coro(name, lock):
    async with lock:
        print(f'coro {name} holding the lock')
        await asyncio.sleep(1)

# 异步迭代
async def ticker(delay, to):
    for i in range(to):
        yield i
        await asyncio.sleep(delay)

核心概念：

async def 声明协程函数
await 挂起协程直到结果可用（任何实现了 __await__ 的对象）
async for 遍历异步可迭代对象
async with 进入异步上下文管理器

2. 矩阵乘法运算符 `@`（PEP 465）

为 NumPy 等科学计算库提供原生矩阵乘法运算符：

python 复制代码

import numpy as np

x = np.ones(3)
m = np.eye(3)

x @ m  # array([ 1., 1., 1.])

# 自定义实现
class Matrix:
    def __matmul__(self, other): ...
    def __rmatmul__(self, other): ...
    def __imatmul__(self, other): ...

3. 解包泛化（PEP 448）

* 和 ** 解包可用于更多场景：

python 复制代码

# 函数调用中多次解包
print(*[1], *[2], 3, *[4, 5])  # 1 2 3 4 5
fn(**{'a': 1, 'c': 3}, **{'b': 2, 'd': 4})

# 解包用于构造
*range(4), 4          # (0, 1, 2, 3, 4)
[*range(4), 4]        # [0, 1, 2, 3, 4]
{*range(4), 4, *(5, 6, 7)}  # {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
{'x': 1, **{'y': 2}}  # {'x': 1, 'y': 2}

4. bytes/bytearray 的 % 格式化（PEP 461）

python 复制代码

b'Hello %b!' % b'World'    # b'Hello World!'
b'x=%i y=%f' % (1, 2.5)     # b'x=1 y=2.500000'

# %a: ASCII 表示（repr 风格）
b"price: %a" % '10€'       # b"price: '10\\u20ac'"

5. StopIteration 处理变更（PEP 479）

生成器内部 StopIteration 现在转换为 RuntimeError：

python 复制代码

from __future__ import generator_stop  # 启用新行为

def gen():
    next(iter([]))  # StopIteration 在生成器内
    yield

next(gen())
# RuntimeError: generator raised StopIteration

二、标准库新增模块

`typing` --- 类型提示（PEP 484）

python 复制代码

def greeting(name: str) -> str:
    return 'Hello ' + name

# 核心类型
from typing import List, Dict, Set, Tuple, Optional, Union, Any

def process(items: List[int]) -> Dict[str, int]:
    ...

# Optional[X] 相当于 Union[X, None]
# Any：与所有类型兼容

类型提示不影响运行时，供静态分析工具（mypy、pyright）使用。

`zipapp` --- 可执行 ZIP 应用（PEP 441）

bash 复制代码

# 打包 Python 应用为单个 .pyz 文件
python -m zipapp myapp
python myapp.pyz

三、标准库重要改进

1. `os.scandir()` --- 更快目录遍历（PEP 471）

比 os.listdir() 更高效的目录遍历，避免重复 stat() 调用：

python 复制代码

# 比 os.listdir 快 3-20 倍（Windows 提升更大）
for entry in os.scandir(path):
    if entry.is_file():
        print(entry.name)
        # entry.inode() 无需额外 stat 调用

2. `subprocess.run()` --- 简化的子进程运行

新增更简洁的 subprocess.run()，替代 call()/check_call()/check_output()：

python 复制代码

# 3.5 新增，一行调用
result = subprocess.run(['ls', '-la'], capture_output=True, text=True)

# 等价于 3.4 的繁琐写法
try:
    proc = subprocess.Popen(['ls', '-la'], stdout=PIPE, stderr=PIPE)
    out, err = proc.communicate()
finally:
    proc.wait()

3. `OrderedDict` C 实现 --- 提速 4-100 倍

python 复制代码

from collections import OrderedDict
# 内部实现从 Python 切换为 C，性能大幅提升

4. `functools.lru_cache` C 实现

python 复制代码

import functools

@functools.lru_cache(maxsize=128)
def heavy_computation(x):
    ...
# 大部分逻辑改为 C 实现，速度显著提升

5. `math.isclose()` --- 近似相等判断（PEP 485）

python 复制代码

import math

math.isclose(5.0, 4.99998, rel_tol=1e-5)   # True（相对误差）
math.isclose(5.0, 4.99998, abs_tol=0.00003) # True（绝对误差）

6. `bytes.hex()` / `bytearray.hex()`

python 复制代码

b'hello'.hex()       # '68656c6c6f'
bytearray(b'hello').hex()  # '68656c6c6f'

# 解码
bytes.fromhex('68656c6c6f')  # b'hello'

7. `RecursionError` 新异常

python 复制代码

# 递归深度超限时明确抛出 RecursionError
def f(): f()
f()
# RecursionError: maximum recursion depth exceeded

8. 生成器新属性 `gi_yieldfrom`

python 复制代码

def gen():
    yield from range(3)

g = gen()
g.gi_yieldfrom  # range(3) 对象

9. 系统调用 EINTR 自动重试（PEP 475）

以下函数遇到信号中断自动重试，无需手动处理 InterruptedError：

python 复制代码

open(), read(), write(), select(), socket.accept/connect/recv/send,
time.sleep() 等

10. 其他改进

python 复制代码

# heapq.merge 支持 key 和 reverse
list(heapq.merge(a, b, key=len, reverse=True))

# glob 递归搜索
list(glob.glob('**/*.py', recursive=True))

# compileall 并行编译
python -m compileall -j 4 mydir/

# contextlib.redirect_stderr
with redirect_stderr(f):
    logging.warning('warning')

# http.HTTPStatus 枚举
from http import HTTPStatus
HTTPStatus.OK  # 200

# enum.Enum 支持 start 参数
Animal = Enum('Animal', 'cat dog', start=10)

# imaplib 支持上下文管理器
with imaplib.IMAP4_SSL(server) as mail:
    ...

# configparser 自定义转换器
cfg.getlist('s', 'list')  # 自定义 list 转换

四、安全改进

SSLv3 全面禁用（可手动启用）
HTTP Cookie 解析更严格（防止注入攻击）
生成器异常处理改进（避免静默 bug）

五、Windows 改进

虚拟环境感知 （PEP 486）：VIRTUAL_ENV 环境变量被 py.exe 识别
新安装程序替代旧 MSI
使用 Visual C++ 14.0 构建

六、导入系统改进

PYO 文件废除 （PEP 488）：优化字节码用 __pycache__/*.opt-*.pyc 区分
多阶段扩展模块初始化（PEP 489）：导入语义与 Python 模块统一，支持任意 Unicode 模块名

总结

Python 3.5 的核心亮点：

async/await 原生协程 --- 革命性的异步编程语法
矩阵乘法 @ 运算符 --- NumPy 集成的基础
解包泛化 * --- 函数调用和构造中的多重解包
typing 模块 --- 类型提示标准化的起点
os.scandir() --- 目录遍历快 3-20 倍
subprocess.run() --- 子进程运行简化
OrderedDict / lru_cache C 实现 --- 标准库性能大幅提升
math.isclose() --- 浮点数近似比较
EINTR 自动重试 --- 系统调用更健壮
RecursionError 异常 --- 递归深度错误明确化

Python 3.5 是一个异步编程元年的版本。async/await 语法的引入彻底改变了 Python 异步编程的生态，让协程从第三方库（gevent/tornado）一跃成为语言内置的一等公民。而 typing 模块的引入也为后续版本的类型系统演进奠定了基础。

参考：Python 3.5 官方文档 - What's New

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Python 3.5 新特性全面总结