为什么 Python3 中没有 xrange 函数？答案

【问题标题】：Why is there no xrange function in Python3?为什么 Python3 中没有 xrange 函数？
【发布时间】：2013-02-07 11:43:09
【问题描述】：

最近我开始使用 Python3，它缺少 xrange 很痛苦。

简单示例：

Python2：

from time import time as t
def count():
  st = t()
  [x for x in xrange(10000000) if x%4 == 0]
  et = t()
  print et-st
count()

Python3：

from time import time as t

def xrange(x):

    return iter(range(x))

def count():
    st = t()
    [x for x in xrange(10000000) if x%4 == 0]
    et = t()
    print (et-st)
count()

结果分别是：

1.53888392448
3.215819835662842

这是为什么呢？我的意思是，为什么xrange 被删除了？这是一个很好的学习工具。对于初学者，就像我自己一样，就像我们都在某个时候一样。为什么要删除它？谁能指出正确的 PEP，我找不到。

【问题讨论】：

range 在 Python 3.x 中是 xrange 在 Python 2.x 中。实际上是 Python 2.x 的 range 被删除了。
PS，你永远不应该和time在一起。 timeit 除了更容易使用、更难出错以及为您重复测试之外，还可以处理您不记得甚至不知道如何处理的各种事情（例如禁用 GC），以及可以使用分辨率高数千倍的时钟。
另外，你为什么要测试过滤range 上x%4 == 0 的时间？为什么不只测试list(xrange()) 与list(range())，所以尽可能少的无关工作？（例如，你怎么知道 3.x 没有更慢地执行x%4？）对于那个问题，你为什么要构建一个巨大的list，这涉及到大量的内存分配（除了速度很慢之外） , 也是令人难以置信的变量）？
参见docs.python.org/3.0/whatsnew/3.0.html，“视图和迭代器而不是列表”部分：“range() 现在的行为类似于 xrange() 过去的行为，除了它适用于任意大小的值。后者不再存在。”因此，range 现在返回一个迭代器。 iter(range) 是多余的。
抱歉，引用变更文档并不能让它变得非常明显。对于其他任何感到困惑并且不想阅读长期接受的答案及其所有 cmets 的人：无论您在 python 2 中使用 xrange 的什么地方，在 python 3 中使用 range。它执行 xrange 曾经做的事情，即返回一个迭代器。如果您需要列表中的结果，请执行list(range(..))。这相当于python 2的范围。或者换一种说法：已经重命名了范围，因为它是更好的默认值；没有必要同时拥有两者，如果您真的需要列表，请使用list(range)。.

标签： python python-3.x pep xrange

【解决方案1】：

一些性能测量，使用 timeit 而不是尝试使用 time 手动进行。

首先，Apple 2.7.2 64 位：

In [37]: %timeit collections.deque((x for x in xrange(10000000) if x%4 == 0), maxlen=0)
1 loops, best of 3: 1.05 s per loop

现在，python.org 3.3.0 64 位：

In [83]: %timeit collections.deque((x for x in range(10000000) if x%4 == 0), maxlen=0)
1 loops, best of 3: 1.32 s per loop

In [84]: %timeit collections.deque((x for x in xrange(10000000) if x%4 == 0), maxlen=0)
1 loops, best of 3: 1.31 s per loop

In [85]: %timeit collections.deque((x for x in iter(range(10000000)) if x%4 == 0), maxlen=0) 
1 loops, best of 3: 1.33 s per loop

显然，3.x range 确实比 2.x xrange 慢一点。而 OP 的 xrange 函数与它无关。（不足为奇，因为对 __iter__ 插槽的一次性调用在 10000000 次循环中发生的调用中不太可能可见，但有人提出了它的可能性。）

但它只慢了 30%。 OP 是如何变得慢 2 倍的？好吧，如果我用 32 位 Python 重复相同的测试，我会得到 1.58 与 3.12。所以我的猜测是，这是 3.x 以损害 32 位的方式针对 64 位性能进行优化的又一个案例。

但这真的重要吗？检查一下，再次使用 3.3.0 64 位：

In [86]: %timeit [x for x in range(10000000) if x%4 == 0]
1 loops, best of 3: 3.65 s per loop

因此，构建list 所花费的时间是整个迭代的两倍多。

至于“比 Python 2.6+ 消耗更多的资源”，根据我的测试，看起来 3.x range 的大小与 2.x xrange 完全相同——而且，即使它是 10 倍大，构建不必要的列表仍然比范围迭代可能做的任何事情都要多 10000000 倍。

那么显式的for 循环而不是deque 中的C 循环呢？

In [87]: def consume(x):
   ....:     for i in x:
   ....:         pass
In [88]: %timeit consume(x for x in range(10000000) if x%4 == 0)
1 loops, best of 3: 1.85 s per loop

因此，在for 语句中浪费的时间几乎与在迭代range 的实际工作中浪费的时间一样多。

如果您担心优化范围对象的迭代，您可能找错地方了。

同时，你一直问为什么xrange被删除了，不管人们告诉你多少次同样的事情，但我会再重复一遍：它没有被删除：它被重命名为range，而2.x range 是被删除的内容。

这里有一些证据表明 3.3 range 对象是 2.x xrange 对象（而不是 2.x range 函数）的直接后代：3.3 range 和 2.7 xrange 的源.你甚至可以看到change history（我相信，链接到文件中任何地方替换字符串“xrange”的最后一个实例的更改）。

那么，为什么它变慢了？

首先，他们添加了许多新功能。另一方面，他们在整个地方（尤其是内部迭代）进行了各种具有轻微副作用的更改。并且已经做了很多工作来显着优化各种重要的案例，即使它有时会略微悲观不太重要的案例。把这一切加起来，我并不感到惊讶的是，尽可能快地迭代 range 现在有点慢。这是没有人会足够关注的次要案例之一。没有人可能会遇到这样的实际用例，其中这种性能差异是他们代码中的热点。

【讨论】：

但它只慢了 30%。仍然较慢，但反应很好，值得考虑。但它没有回答我的问题：为什么 xrange 被删除了？这样想——如果你有一个基于多处理的依赖于性能的应用程序，知道你需要一次消耗多少队列，30% 会有所不同吗？你看，你说没关系，但每次我使用范围时，我都会听到巨大的令人痛苦的风扇声音，这意味着 cpu 处于最差状态，而 xrange 没有这样做。想想你;）
@catalesia：再一次，它没有被删除，它只是重命名为range。 3.3 中的 range 对象是 2.7 中 xrange 对象的直接后代，而不是 2.7 中 range 函数的直接后代。这就像在 itertools.imap 被删除以支持 map 时询问。没有答案，因为没有发生这样的事情。
@catalesia：细微的性能变化可能不是直接设计决定使范围变慢的结果，而是整个 Python 4 年变化的副作用，它使许多事情变得更快，一些事情有点慢（有些事情在 x86_64 上更快但在 x86 上更慢，或者在某些用例中更快但在其他用例中更慢，等等）。没有人可能担心在不执行其他任何操作的情况下迭代 range 所需的时间会有 30% 的差异。
"没有人可能担心迭代一个范围所需的时间会有 30% 的差异而其他什么都不做。" 没错。
@catalesia：是的，完全正确。但你似乎认为这与它所说的相反。这不是任何人都会关心的用例，所以没有人注意到它慢了 30%。所以呢？如果您能因此找到一个在 Python 3.3 中比在 2.7（或 2.6）中运行得更慢的实际程序，人们会关心的。如果你不能，他们不会，你也不应该。

【解决方案2】：

Python3 的范围是 Python2 的xrange。没有必要在它周围包裹一个迭代器。要在 Python3 中获取实际列表，需要使用 list(range(...))

如果你想要一些适用于 Python2 和 Python3 的东西，试试这个

try:
    xrange
except NameError:
    xrange = range

【讨论】：

有时您需要同时适用于 Python 2 和 3 的代码。这是一个很好的解决方案。
问题是这样，同时使用range 和xrange 的代码会表现不同。这样做还不够，还必须确保永远不要假设 range 正在返回一个列表（就像在 python 2 中那样）。
您可以使用此项目中的 xrange。有futurize工具可以自动转换你的源代码：python-future.org/…

【解决方案3】：

Python 3 的 range 类型与 Python 2 的 xrange 一样工作。我不确定您为什么会看到速度变慢，因为您的 xrange 函数返回的迭代器正是您直接迭代 range 时所得到的。

我无法重现我系统上的减速。以下是我的测试方法：

Python 2，带有xrange：

Python 2.7.3 (default, Apr 10 2012, 23:24:47) [MSC v.1500 64 bit (AMD64)] on win32
Type "copyright", "credits" or "license()" for more information.
>>> import timeit
>>> timeit.timeit("[x for x in xrange(1000000) if x%4]",number=100)
18.631936646865853

Python 3，range 稍微快一点：

Python 3.3.0 (v3.3.0:bd8afb90ebf2, Sep 29 2012, 10:57:17) [MSC v.1600 64 bit (AMD64)] on win32
Type "copyright", "credits" or "license()" for more information.
>>> import timeit
>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=100)
17.31399508687869

我最近了解到 Python 3 的 range 类型还有一些其他简洁的功能，例如支持切片：range(10,100,2)[5:25:5] 是 range(20, 60, 10)！

【讨论】：

减速可能来自于多次查找新的xrange，还是只进行了一次？
迭代器真的能提高速度吗？我以为它只是节省了内存。
@catalesia 我认为这里的重点是xrange没有被删除，只是重命名。
@Blckknght：干杯，但它仍然很烂，有这样的解释：“设置文字和理解 [19] [20] [完成] {x} 表示 set([x]); { x, y} 表示 set([x, y])。{F(x) for x in S if P(x)} 表示 set(F(x) for x in S if P(x))。注意。{ range(x)} 表示 set([range(x)])，NOT set(range(x))。空集没有文字；使用 set()（或 {1}&{2} :-)。没有 freezeset 文字；很少需要它们。"
就我而言，3.x range 的最大胜利是恒定时间 __contains__。新手过去常常写300000 in xrange(1000000)，这导致它迭代整个xrange（或至少前30%），所以我们不得不解释为什么这是一个坏主意，即使它看起来很pythonic。现在，它是 pythonic。

【解决方案4】：

修复 python2 代码的一种方法是：

import sys

if sys.version_info >= (3, 0):
    def xrange(*args, **kwargs):
        return iter(range(*args, **kwargs))

【讨论】：

重点是在python3中xrange没有定义，所以使用xrange的遗留代码会中断。
不，只需定义range = xrange 就像@John La Roy 的评论中一样
@mimi.vx 不确定 range=xrange 是否适用于 Python3，因为未定义 xrange。我的评论是指您拥有包含 xrange 调用的旧遗留代码并且您试图让它在 python3 下运行的情况。
啊，我的错..xrange = range ...我切换语句
range IS 一个迭代器，无论如何这将是一个糟糕的主意，即使它不是，因为它必须先解包整个范围并且失去了对这类事情使用迭代器。所以正确的反应不是“range=xrange”而是“xrange=range”

【解决方案5】：

Python 2 中的 xrange 是一个生成器并实现了迭代器，而 range 只是一个函数。在 Python3 中，我不知道为什么会从 xrange 中删除。

【讨论】：

不，范围不是一个交互器。你不能用这个结构做 next() 。欲了解更多信息，您可以在这里查看treyhunner.com/2018/02/python-range-is-not-an-iterator
非常感谢您的澄清。但我将重申原始评论的意图，即 PY3 range() 等同于 PY2 xrange()。因此在 PY3 xrange() 中是多余的。

【解决方案6】：

comp:~$python Python 2.7.6（默认，2015 年 6 月 22 日，17:58:13） [GCC 4.8.2] 在 linux2 上

>>> import timeit
>>> timeit.timeit("[x for x in xrange(1000000) if x%4]",number=100)

5.656799077987671

>>> timeit.timeit("[x for x in xrange(1000000) if x%4]",number=100)

5.579368829727173

>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=100)

21.54827117919922

>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=100)

22.014557123184204

timeit number=1 参数：

>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=1)

0.2245171070098877

>>> timeit.timeit("[x for x in xrange(1000000) if x%4]",number=1)

0.10750913619995117

comp:~$ python3 Python 3.4.3（默认，2015 年 10 月 14 日，20:28:29） [GCC 4.8.4] 在 Linux 上

>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=100)

9.113872020003328

>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=100)

9.07014398300089

timeit number=1,2,3,4 参数以线性方式快速工作：

>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=1)

0.09329321900440846

>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=2)

0.18501482300052885

>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=3)

0.2703447980020428

>>> timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=4)

0.36209142999723554

因此，如果我们测量 1 个运行循环周期，例如 timeit.timeit("[x for x in range(1000000) if x%4]",number=1) （正如我们在实际代码中实际使用的那样），python3 可以工作足够快，但在重复循环中，python 2 xrange() 在速度上胜过 python 3 中的 range()。

【讨论】：

但这是语言本身...与 xrange/range 无关。