What’s New In Python 3.11 ノート

What’s New In Python 3.11 をたどりながら調査。興味のあるものしか読まない。

New Features

例外にかかわる二つの機能を習得する。

PEP 654: Exception Groups and except*

組み込み型 ExceptionGroup は複数の例外をまとめて発生させることを可能する。関連して、新しい例外捕捉構文 except* が登場。ExceptionGroup の部分に合致するものをまとめて拾う。

Python documentation 8.9. Raising and Handling Multiple Unrelated Exceptions を見ろ。

読者ノート

Composite パターンを思い出せ。

PEP 678: Exceptions can be enriched with notes

例外型にメソッド add_note() が追加。例外処理ブロックで捕捉した例外オブジェクトに対して処理者が情報を追加するために用いる。追加した注意事項は既定のトレースバックに含まれる。

Python documentation 8.10 Enriching Exceptions with Notes を見ろ。

読者ノート

一つの例外オブジェクトに対して add_note() を複数回呼び出して情報追加を複数回に分けることが可能だ。

New Features Related to Type Hints

型ヒントとモジュール typing に影響する主な変更点について書いてある。ここをチェックする前に次の資料を先に読んでおくと良い。要点を Python 公式より絞っていて入門者向きだ：

mypy

PEP 673: Self type

typing.Self は現在囲まれているクラスを表す特別な型だ。メソッドが return self で終わる場合や、クラスメソッドの場合に、その戻り値註釈として用いるのが基本的だ。

What’s New から持ってきた例

from typing import Self

class MyLock:
  def __enter__(self) -> Self:
      self.lock()
      return self

PEP 675: Arbitrary literal string type

typing.LiteralString はリテラル文字列のみを含む特殊な型だ。文字列リテラルはすべて LiteralString と互換性がある。しかし、単なる str として型付けられたオブジェクトは互換性がない。

PEP 675 から持ってきた例

from typing import LiteralString

def add_limit(query: LiteralString) -> LiteralString:
    return query + " LIMIT = 1"

def my_query(query: LiteralString, user_id: str) -> None:
    sql_connection().execute(add_limit(query), (user_id,))

Other Language Changes

開梱式が for 文の in 部分で書けるようになった。例：

Starred unpacking expressions can now be used in for statements

a = [0, 1, 2]
b = (3, 4, 5)
for i in *a, *b:
    print(i)

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非同期関数にある内包の内部で非同期内包を使用できるようになった。この場合、外側の内包は暗黙的に非同期になる。例：

bpo-33346 から持ってきた例：

async def test():
    return { n: [x async for x in some_async_function(n)] for n in range(3)}

読者ノート

これをきちんと説明するのは難しい。

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次の二つが追加：

• python に対する -P コマンドラインオプション

• 環境変数 PYTHONSAFEPATH

このオプションはスクリプトの実行時に次のディレクトリーを sys.path に自動的に入れることを無効にする：

• スクリプトを実行する場合は現在ディレクトリー

• オプション -c と -m を使用する場合は現在ディレクトリー

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F-strings の format_spec にオプション z が加わった。これは書式精度で丸めた後、負のゼロを正のゼロとして表記する：

>>> x = -.0001
>>> f'{x}'
'-0.0001'
>>> f'{x:.2f}'
'-0.00'
>>> f'{x:z.2f}'
'0.00'

New Modules

モジュール tomllib は TOML という言語を解析する機能群を備えている。この言語は Hatch などのモダンなサードパーティーパッケージが構成ファイルのフォーマットとして採用するものだ。特に、Python プロジェクトのルートディレクトリーにファイル pyproject.toml を配置し、そこにプロジェクト固有の設定項目を記すという運用になりがちだ。

Improved Modules

contextlib

一連の処理を with ブロックに記述し、それを特定のディレクトリーで実行した後、ブロックを抜ければ作業ディレクトリーが自動的に復元したい場合に contextlib.chdir() を用いるとよい。

contextlib.chdir() は os.chdir() の単純な context manager ラッパーだ。平行実行安全では全くない。

datetime

from datetime import UTC と書けるようになった。UTC は timezone.utc と同じものだ。

datetime.date, datetime.time, datetime.datetime の fromisoformat() が ISO 8601 書式の大部分を解釈するようになった。おそらく上記改善と関係がある。

enum

読者ノート

良い復習になるので Enum HOWTO を読め。

StrEnum が追加。メンバー値を文字列で定義する列挙型だ。ReprEnum も追加されたが、前者をもっぱら使えばいい。おそらく、このことと関連して Enum.__format__() が Enum.__str__() と同じ結果をが常に返すようになった。

Flag で次が実現可能になった：

• len(MyFlag.MY_MEMBER)

• 反復処理 (e.g. list(MyFlag))

• メンバーに対する演算子 in および not in の作用

Flag を変更し、複合値 (e.g. 3, 6, 10) は別名として扱う。正準とみなされるのは 2 のべき乗値しかないようになった。反転フラグは正の等価値に変換される。

読者ノート

Flag に関する一連の記述は、実のところ意味がよくわからない。

math

関数 exp2() と cbrt() の追加。C99 にそれぞれある対応物の仕様に準じるものと思われる。

math.pow() のコーナーケースの動作が IEE754 仕様と整合するように変更：

>>> math.pow(0.0, -math.inf)
inf
>>> math.pow(-0.0, -math.inf)
inf

operator

関数 call が追加。呼び出し call(obj, *args, **kwargs) は呼び出し obj(*args, **kwargs) に等しい。

読者ノート

古の組み込み関数 apply とは微妙に異なる。

pathlib

クラス Path のメソッド .glob() および .rglob() は第一引数がパス名部品の区切り文字、つまり os.sep や os.altsep で終わっている場合、ディレクトリーのみを返す。

利用者ノート

Bash で言うところの echo * と echo */ の違いのようなものだろう。

re

正規表現で原子グループ (?>...) と所有量化子 *+, ++, ?+, {m,n}+ が使えるようになった。検索が失敗する場合に効率が上がることが期待できる。

原子グループの例を示す。正規表現は Regex Tutorial - Atomic Grouping より引用した：

>>> s = r'''Consider the regex \b(integer|insert|in)\b and the subject integers. Obviously, because
...: of the word boundaries, these don't match. What's not so obvious is that the regex engine will
...: spend quite some effort figuring this out.'''
>>> re.findall(r'\b(integer|insert|in)\b', s)
['integer', 'insert', 'in']
>>> re.findall(r'\b(integer|insert|in)\b', s)
['integer', 'insert', 'in']

所有量化子の例を示す。正規表現は Regex Tutorial - Possessive Quantifiers から引用した：

>>> re.search(r'"[^"]*"', '"abc')

>>> re.search(r'"[^"]*+"', '"abc')

《基本的には、X*+ の代わりに (?>X*) と書く》そうだ。

shutil

関数 rmtree() にオプション引数 dir_fd が追加。ファイル記述子を与える。ファイル記述子を与えると、この関数は第一引数であるパスを dir_fd からの相対パスであると解釈する。

読者ノート

これだけ読んでも何のことがわからぬならば os.supports_dir_fd と os.rmdir を調べるといい。

string

Template に get_identifiers() と is_valid() が追加。それぞれは有効なプレースホルダー（「ここに◯◯を入れる」ことを示すもの）すべてと、無効なプレースホルダーがあるか否かを返す。

>>> from string import Template
>>> s = Template('${who} liles ${what}')
>>> s.get_identifiers()
['who', 'what']
>>> s.is_valid()
True
>>> s = Template('Give ${who} $100')
>>> s.is_valid()
False

sys

関数 exc_info() は、例外 e が現在処理されているとすると、 (type(e), e, e.__traceback__) を返す。つまり、次の三点を知ることができる：

• 例外型

• 例外オブジェクト自身

• 例外が最後に発生した時点でのコールスタック

関数 exception() が追加。sys.exc_info()[1] を返す。

timer

関数 sleep() が UNIX では clock_nanosleep() または nanosleep() を利用可能ならば用いるようになった。Windows では \(10^{-7}\) 秒の分解能を有するタイマーを用いるようになった。

typing

先述の型ヒントにまつわる機能以外にも新機能がある。

Todo

型ヒントの仕組みに慣れたらここを埋める。

unicodedata

Unicode データベースがバージョン 14.0.0 に更新した。

読者ノート

個人的には使いたい文字がないので軽視する。

Optimizations

ここは一般プログラマーには重要ではないかもしれない。ほとんどチェックしていない。

Deprecated

@classmethod を連結すること。他の記述子 (e.g. property) をラップするために使用できなくなった。

0o377 より大きな値を持つ str リテラルおよび bytes リテラルでの八進数エスケープは DeprecationWarning を送出するようになった。

パッケージ lib2to3 および 2to3 ツール。Python 3.10 以降を解析できないことがある。

locale.getdefaultlocale() 関数。代えて：

• locale.setlocale()

• locale.getpreferredencoding(False)

• locale.getlocale()

locale.resetlocale() 関数。代えて locale.setlocale(locale.LC_ALL, "") を使え。

Removed

asyncio.coroutine() デコレーターが削除。ジェネレータベースのコルーチンは async/await コードと互換。代わりに async def を使え。

Porting to Python 3.11

random.shuffle() の random オプション引数が削除。以前はシャッフルに使用するランダム関数は任意に指定可能だったが、現在は random.random() が常に用いられる。

re 正規表現構文において、グローバルインラインフラグ (e.g. (?i)) は正規表現の先頭以外での使用は咎められる。

re モジュールでは、いくつかの長年のバグが修正され、まれに捕捉グループが誤ったものになることがあった。そのため、これらの場合には捕捉の出力が変わることがある。