range() 真的创建列表吗？

Question

我的教授和这个人都说range会生成一个数值列表。

“注意：range函数只是返回一个包含从x到y-1的数字的列表。例如，range(5, 10)返回的列表是[5, 6, 7, 8, 9]。”

我觉得这个说法不太准确，因为：

type(range(5, 10))
<class 'range'>

而且，使用range生成的整数，唯一明显的访问方式就是一个一个地遍历，这让我觉得把range称作列表是不对的。

Answer 1

Python3

使用 range 函数的 for 循环

要理解在 Python3 中 for i in range() 的意思，我们首先需要了解 range() 函数是怎么工作的。

range() 函数用生成器来产生数字。它并不是一次性生成所有数字。

正如你所知道的，range() 返回的是一个 range 对象。这个 range 对象无论表示的范围有多大，都只占用相同（很小的）内存。它只存储起始值、结束值和步长，然后根据需要计算每个数字和子范围。

也就是说，只有当 for 循环需要下一个值时，它才会生成下一个值。在每次循环中，它会生成下一个值，并把它赋值给迭代变量 i。

所以这意味着 range() 会随着循环的进行一个一个地生成数字。 这样可以节省很多内存，使得 range() 更快、更高效。

参考: PyNative - 使用 range() 的 for 循环

Answer 2

在Python 2.x版本中，使用range会创建一个列表。如果你只需要用到一次range，那就没问题；但如果要用多次的话，建议使用xrange，因为它会生成一个生成器，这样可以减少内存的使用，有时候也能节省时间，因为它是懒加载的方式。

在Python 3.x版本中没有xrange，range的功能就相当于Python 2.x中的xrange。

想了解更多，可以参考这个问题： Python 2.X中range和xrange函数有什么区别？

Answer 3

这要看情况。

在 Python 2.x 版本中，range 会生成一个列表（列表也是一种序列），而 xrange 则会生成一个 xrange 对象，这个对象可以用来逐个遍历值。

而在 Python 3.x 版本中，range 生成的是一个可迭代的对象（更具体来说，是一种序列）。

Answer 4

在Python 2.x中，range会返回一个列表，但在Python 3.x中，range返回的是一种不可变的序列，类型是range。

Python 2.x:

>>> type(range(10))
<type 'list'>
>>> type(xrange(10))
<type 'xrange'>

Python 3.x:

>>> type(range(10))
<class 'range'>

在Python 2.x中，如果你想得到一个可迭代的对象，像在Python 3.x中那样，你可以使用xrange函数，它返回的是一种不可变的序列，类型是xrange。

xrange相比于range在Python 2.x中的优点：

xrange()比range()的优势不大（因为xrange()在请求值时仍然需要创建这些值），除非在内存紧张的机器上使用非常大的范围，或者当范围内的所有元素都不会被使用时（比如循环通常用break结束）。

注意：

此外，访问range()创建的整数的唯一明显方法是通过迭代它们。

其实并不是这样。因为Python 3中的range对象是不可变的序列，它们也支持索引。引用range函数的文档：

范围实现了所有常见的序列操作，除了连接和重复。

...

范围对象实现了collections.abc.Sequence ABC，并提供了包含测试、元素索引查找、切片和支持负索引等功能。

例如，

>>> range(10, 20)[5]
15
>>> range(10, 20)[2:5]
range(12, 15)
>>> list(range(10, 20)[2:5])
[12, 13, 14]
>>> list(range(10, 20, 2))
[10, 12, 14, 16, 18]
>>> 18 in range(10, 20)
True
>>> 100 in range(10, 20)
False

所有这些操作都可以在这个不可变的range序列上进行。

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最近，我遇到了一个问题，我觉得在这里提到它是合适的。考虑这段Python 3.x代码：

from itertools import islice
numbers = range(100)
items = list(islice(numbers, 10))
while items:
    items = list(islice(numbers, 10))
    print(items)

人们会期望这段代码打印出每十个数字，直到99。但它会无限运行。你能想出原因吗？

解决方案

因为range返回的是一个不可变的序列，而不是一个迭代器对象。所以，每当对range对象使用islice时，它总是从头开始。可以把它想象成一个不可变列表的替代品。现在问题来了，如何解决这个问题？很简单，你只需要从中获取一个迭代器。只需将

numbers = range(100)

改为

numbers = iter(range(100))

现在，numbers是一个迭代器对象，它会记住之前迭代了多长时间。所以，当islice迭代它时，它会从上次结束的地方开始。