当使用索引时，范围是否必须计算所有先前的值？

Question

在Python 3中，range支持索引，但我想知道它是如何工作的。

例如：range(100000000000000000000000000)[-1] 我基本了解range函数实际上返回一个占用有限内存的range对象。这是否意味着要获取最后一个值，必须计算出所有先前的值？

- PaulC

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那并不是切片符号。切片使用冒号':'。那只是一种特殊的索引/下标形式。 - Shashank

哦，你说得对！这是一个愚蠢的错误。 - PaulC

Answer 1

不需要获取先前的值即可获取最后一个值。它由compute_item函数计算（该函数由compute_range_item调用 <- range_item ...）。 < p >来自Python 3.3源代码（Objects/rangeobjects.c）

static PyObject *
compute_item(rangeobject *r, PyObject *i)
{
    PyObject *incr, *result;
    /* PyLong equivalent to:
     *    return r->start + (i * r->step)
     */
    incr = PyNumber_Multiply(i, r->step);
    if (!incr)
        return NULL;
    result = PyNumber_Add(r->start, incr);
    Py_DECREF(incr);
    return result;
}

- falsetru

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为什么timeit.timeit('range(9999999999999)[-1]')的执行时间比timeit.timeit('range(9999999999999)[1]')要长近30%？ - aIKid

@aIKid，负索引应该转换为正索引。我没有对其进行分析（现在无法进行）。这可能是一个原因。[请参见源代码中的此行]（http://hg.python.org/cpython/file/d8e352e2f110/Objects/rangeobject.c#l260）。 - falsetru

@aIKid，还有另一个可能的原因。 range（9999999999999）[-1] 返回9999999999998，而range（9999999999999）[1] 返回1。 1占用28字节（在CPython中进行了内部化），9999999999998占用32字节。（CPython 3.3.2 64位）。多次分配/释放对象可能需要一些时间。 - falsetru

Answer 2

可能不是：

import timeit
print(timeit.timeit('range(10)[-1]'))
>>> 0.5438045680057257

print(timeit.timeit('range(100000000000000000000000000)[-1]'))
>>> 0.7502937959798146

- fanti