理解Python函数

Question

我需要帮助理解一个函数，我想使用它，但我不确定它的某些部分是做什么的。我理解这个函数是从Fasta文件中读取字典创建函数。据我所知，这应该生成前缀和后缀字典，最终扩展contigs（重叠的DNA序列）。

代码：

def makeSuffixDict(reads, lenSuffix = 20, verbose = True):
    lenKeys = len(reads[0]) - lenSuffix
    dict = {}
    multipleKeys = []
    i = 1
    for read in reads:
        if read[0:lenKeys] in dict:
            multipleKeys.append(read[0:lenKeys])
        else:
            dict[read[0:lenKeys]] = read[lenKeys:]
        if verbose:
            print("\rChecking suffix", i, "of", len(reads), end = "", flush = True)
            i += 1
    for key in set(multipleKeys):
        del(dict[key])
    if verbose:
        print("\nCreated", len(dict), "suffixes with length", lenSuffix, \
            "from", len(reads), "Reads. (", len(reads) - len(dict), \
            "unambigous)")
    return(dict) 

额外信息：reads = readFasta("smallReads.fna", verbose = True)

这是调用该函数的方法：

if __name__ == "__main__":
    reads = readFasta("smallReads.fna", verbose = True)
    suffixDicts = makeSuffixDicts(reads, 10)

The smallReads.fna文件包含碱基（Dna）字符串：

"> 读取1

TTATGAATATTACGCAATGGACGTCCAAGGTACAGCGTATTTGTACGCTA

"> 读取2

AACTGCTATCTTTCTTGTCCACTCGAAAATCCATAACGTAGCCCATAACG

"> 读取3

TCAGTTATCCTATATACTGGATCCCGACTTTAATCGGCGTCGGAATTACT

这是我不理解的部分：

lenKeys = len(reads[0]) - lenSuffix

[0]的值是什么意思？据我所知，“len”返回列表中的元素数。为什么“reads”自动成为一个列表？编辑：似乎可以将Fasta文件声明为列表。有人能确认吗？

if read[0:lenKeys] in dict:

这是否意味着“从0到‘lenKeys’”？对该值仍感到困惑。 在另一个函数中有一条类似的语句：if read[-lenKeys:] in dict: “-”是什么作用？

def makeSuffixDict(reads, lenSuffix = 20, verbose = True):

这里我不理解参数是什么意思：怎么可能把reads作为一个参数？在该函数中，lenSuffix = 20除了从len(reads[0])中减去一个值以外，还有其他的含义吗？ verbose是什么？我已经读到过"verbose-mode"可以忽略空格，但我从没见过它被用作一个参数并随后用作一个变量。

- grindbert

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看起来很明显，这个 makeSuffixDict 函数期望 reads 实际上是一个列表（如果你不传递一个列表，它将无法工作）。你有关于这个函数的文档，指定它的要求吗？ - Greg Hewgill

这里有很多问题，我会回答其中一些：方括号是切片符号，因此 read[:lenKeys] 的意思是“从 read 中取出索引号为 lenKeys 之前的所有内容”。同样地，read[-lenKeys] 只是一个索引，但使用了负数操作符。所以，“从 read 的末尾开始往前数 lenKeys 个对象”。 - a p

没有文档，Greg。我猜这是一个编程课程中的smallReads.fna文件提供的。我将编辑fna文件的内容，它可以被声明为列表。它包含碱基（DNA）的字符串。@a p：谢谢，这澄清了那一部分。 - grindbert

Answer 1

你的问题语气让我感觉你正在混淆程序特性（如len、函数等）与原始程序员定义的事物（如reads的类型、verbose等）。请注意区分。

def some_function(these, are, arbitrary, parameters):
    pass

这个函数定义了一堆参数。它们除了隐式地给定的值外，实际上没有什么意义。例如，如果我执行以下操作：

def reverse_string(s):
    pass

s大概是一个字符串，对吗？在你的例子中，我们有：

def makeSuffixDict(reads, lenSuffix = 20, verbose = True):
    lenKeys = len(reads[0]) - lenSuffix
    ...

从这两行代码中，我们可以推断出以下一些信息：

• 从函数名可以推测该函数可能会返回一个字典。
• lenSuffix 是一个整数，verbose 是一个布尔值（根据它们的默认参数）。
• reads 可以被索引（字符串？列表？元组？）。
• reads 中的项有长度（字符串？列表？元组？）。

由于 Python 是动态类型语言，这是我们目前所能知道的全部关于函数的信息。其余的要么在文档中说明，要么通过调用来了解。

说到这里，让我按顺序回答你的问题：

1. 什么是 [0] 的值？

some_object[0] 表示获取容器中的第一个项。例如，[1, 2, 3][0] == 1，"Hello, World!"[0] == "H"。这被称为索引，受 __getitem__ 魔术方法控制。

2. 据我所知，“len” 返回一个列表中元素的数量。

len 是一个内置函数，用于返回对象的长度。它受 __len__ 魔术方法控制。例如，len('abc') == 3，len([1, 2, 3]) == 3。请注意，len(['abc']) == 1，因为它测量的是列表的长度，而不是字符串的长度。

3. 为什么“reads”自动成为一个列表？

reads 是一个参数。它取决于调用该函数时传递给它的内容。看起来它期望一个列表，但这并不是硬性规则！

4. （关于切片的各种问题）

切片是指对于some_container[start_idx : end_idx [ : step_size]]进行操作。它做的几乎就是你所期望的："0123456"[0:3] == "012"。切片索引被认为是从零开始的，并且位于元素之间，因此[0:1]与[0]相同，但切片返回列表而不是单个对象（因此'abc'[0] == 'a'，但'abc'[0:1] == ['a']）。如果省略起始或结束索引，则分别视为字符串的开头或结尾。这里不讨论步长。

负索引从后面计数，因此'0123456'[-3:] == '456'。请注意，[-0]不是最后一个值，[-1]才是。这与[0]`表示第一个值不同。

5. 读取如何成为参数？

因为函数被定义为makeSuffixDict(reads, ...)。这就是参数的定义。

6. 在该函数的上下文中，lenSuffix = 20是什么意思？

看起来它是期望后缀的长度！

7. verbose是什么？ verbose本身没有意义。它只是另一个参数。看起来作者包括了verbose标志，以便您在函数运行时获得输出。请注意，所有if verbose块似乎什么都不做，只是向用户提供反馈。

- Adam Smith

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从您的编辑中注意到：reads = readFasta("smallReads.fna", verbose = True) 中的 reads 在模块作用域中，而 makeSuffixDict 中的 reads 在函数作用域中。它们是不同的！虽然我猜测 makeSuffixDict 是使用相同的 reads 变量调用的。 - Adam Smith

谢谢！这解释了很多问题。我是 Python 的新手，所以确实会混淆很多东西。我已经编辑了如何调用函数的问题。 - grindbert

据我所了解，这应该生成前缀和后缀字典，最终用于扩展contigs（重叠的DNA序列）。我刚刚添加了这个内容到初始帖子中。 - grindbert

@grindbert 是的，我对这个主题一无所知。在我看来，reads 是一个字符串列表，每个字符串应该具有相同的长度，因此 lenKeys 只计算一次，所以 read[:lenKeys] 是后缀之前的所有内容，而 read[lenSuffix:] 是后缀。 - Adam Smith