Python3的range比Python2的xrange功能更强大

如果你在Python2和Python3之间切换使用，你可能会认为Python2中的xrange和Python3中的range功能是一样的。看起来仅仅是把xrange更名为range罢了，是吗？

但是情况并非如此。

与Python3的range相比，Python2的xrange有点受到限制了。本文将探究Python2中的xrange和Python3中的range之间的差异。

写作本文的灵感来自去年在每周Pyhon会谈中对range对象提出的一个问题。

Python2 vs Python3: range

首先需要来说明下range在Python2和Python3中分别是如何工作的。

在Python2中，range函数返回一个整数列表：

xrange类代表的是一个迭代器，对其遍历可获得同样的结果。但是它是惰性的：

Python3中也存在这种惰性。在Python3中，原先的range函数被移除掉了，并将xrange更名为range:

所以，若你想要在Pyhon3中实现类似Python2中的range的功能，就必须将range对象转化为一个列表：

好吧，现在让我们来比较Python2中的xrange类和Python3中的range类。

相似性

在探究xrange和range对象之间的差异之前，让我们先看一看两者之间的相似性。

Python2中的xrange具有描述性字符串表示形式：

Python3中的range对象同样如此：

Python2中的xrange对象是一个迭代器（任何可遍历的事物称为迭代器）：

Python3中的range对象也是迭代器：

xrange对象有起点、终点和步长。步长和起点都是可选择的：

range对象也是如此：

两者都有长度，并且都可进行正序或者倒序索引：

Python将range和xranges都视为序列：

xrange和range在基本功能方面存在许多相似性。接下来，让我们谈论两者之间的区别。

双下标方法

第一个不同之处是Python2的xrange和Python3的range的内置文档。

如果使用help函数请求xrange文档，我们将会看到许多双下标方法。在Python中使用双下标方法对对象进行运算符操作（像+或者*），同样也可对不同对象间共享的特征进行操作（像len和str函数）。

以下为Python2中的xrange对象实现的核心双下标方法：

以下为Python3中的range对象实现的核心双下标方法：

注意，range对象要比xrange支持更多的操作运算符。让我们看一下其中的一些。

可比性

Python3中的range支持相等性检查：

python2中的xrange对象看起来也支持相等性检查：

但是，实际上采用的是Python默认的一致性检查：

两个xrange对象将不会被视为相等的，除非它们实际上是同一个对象。

但是，在Python3中对两个range对象进行比较时，实际上是检查每个对象的起点、终点和步长是否相同：

切片

我们已经看到Python2中的xrange和Python3中的range都支持索引：

Python3中的range对象也支持切片：

但是，xrange却不支持切片：

包含性

range和xrange都支持包含性检查：

但是，xrange对此的支持是有迷惑性的。实际上，Python2中的xrange对象没有实现__contains__方法，而此方法是用来实现Python中的in操作符的。

所以，当我们请求一个xrange对象是否包含一个数字时，为了得到结果，Python会对xrange对象进行遍历，直到找到相应的匹配值。

这在我的电脑上的Python 2.7.12 中运行时大约耗时20s：

但是，在Python3中运行时可立刻返回结果：

Python3能够立刻返回range对象的结果，因为结果是基于提供的起点、终点和步长计算而得到的。

起点、终点和步长

在Python3中，range对象有起点、终点和步长：

这些在运用或者扩展range的性能方面是有用的。

例如：我们可能希望对range对象进行取反，得到range对象在数轴相反方向上的镜像。

虽然range对象不支持此功能，但我们可以通过对起点、终点和步长进行取反实现相似的功能，创建一个新的range对象：

虽然，起点、终点和步长可作为Python2中的xrange对象的参数，但是xrange对象并不具备这些属性：

如果你想要得到xrange对象的起点、终点和步长，你需要手动对其进行计算。像这样的代码可能会起作用：

支持大数

这是不实用的最后一点区别。但是，对于range和xrange的一些趣味性使用案例可能是重要的。

Python3中的range对象可接受任何大小的整数：

但是，Python2中的xrange对象受限于接受的整数大小：

我经常会在现场团队教学环节碰到这种区别，因为在授课时，我有时会使用含有大数这样的不实用的例子。

这些重要吗？

很多时候，你在使用Python2中的xrange对象或是Python3中的range对象时，可能只是创建它们并立刻进行遍历：

所以，我前面提到的那些xrange的隐藏功能在大多数时候就显得不那么重要了。

然而，在对一系列连续整数进行诸如切片、快速包含性检查和相等性检查等操作时就显得有用多了。在这些情况下，Python2使用者倾向于使用range函数，返回一个列表。但是在Python3中的range类中，你总会找到你所想要的东西。几乎对于每次要进行的操作，Python3中的range具有速度快，内存节约并且功能强大。

Python3着力确保内置函数节约内存并具有更快的运行速度。许多内置函数（比如：zip，map和filter）现在返回的是迭代器和惰性对象，而不是列表了。

同时，Python3使得一些常见函数，像range等，更富有特性。

相较于Python2，Python3作出了许多较大的改善。但是，也存在升级到Python3时只带来许多微小益处的情况。如果您还没有进行升级，我强烈建议您认真思考下是否有意义将代码升级到Python3版本。

英文原文：http://treyhunner.com/2018/02/python-3-s-range-better-than-python-2-s-xrange/

译者：左风