`range(n, -1, -1)` 和 `reversed(range(0, n+1))` 之间有什么区别吗？（涉及 IT 技术）

Question

它们产生相同的结果。

>>> for i in range(10, -1, -1):
...     print(i)
... 
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

与之相比：

>>> for i in reversed(range(0, 10 + 1):
...     print(i)
... 
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

据我了解，Python3的range创建的是生成器，而不是将整个范围存储在内存中。reversed同样是一次生成一个值。是否有使用一个而不是另一个的原因？

- Eli Rose

---

我一直认为reversed不会产生生成器，而是生成一个列表。但根据Python 3文档，它确实生成一个迭代器，但我怀疑它是否是生成器。https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=reversed#reversed - SimonT

大多数情况下，选择实际上是在 range(n-1, -1, -1) 和 reversed(range(n)) 之间。第二个选项在可读性方面是明显的赢家，并且它更少出错。考虑到时间差异很小，并且循环体几乎总是占主导地位，我几乎总是会选择 reversed。 - user2357112

@DovGrobgeld 这是错误的。Python 有一些方法可以避免在内存中缓存整个序列。如果对象有一个 __reversed__ 方法，那么 reversed 就会委托给该函数。或者，如果对象同时具有 __len__ 和 __getitem__ 方法，则可以从这些方法生成智能反转迭代器。只有当这两个选项都不可用时，reversed 才会回退到在内存中缓存整个序列。 - Dunes

@Dunes：谢谢！我之前不知道这些优化。我的错误在于我把最坏情况描述成了总是发生的情况。所以，正如Dunes所说，@Eli Rose，这取决于具体情况。对于reverse(range())，没有任何惩罚，但是对于reversed(myprimenumbergenerator(1000))，除非你遵循Dunes的提示，否则会有惩罚。 - Dov Grobgeld

@Dunes：实际上，它从来没有退回到那个状态。尝试使用reversed(reversed(range(10)))，你会发现外部的reversed调用只是抛出一个错误，而不是尝试存储所有输出以进行反转。 - user2357112

Answer 1

这是使用 timeit 对这两个模块进行测试的结果。

bhargav@bhargav:~$ python -m timeit "for i in range(10, -1, -1):(i)"
1000000 loops, best of 3: 0.466 usec per loop
bhargav@bhargav:~$ python -m timeit "for i in reversed(range(0, 10 + 1)):(i)"
1000000 loops, best of 3: 0.531 usec per loop

正如您所看到的，第二种方式较慢，这是由于它额外调用了函数reversed。

- Bhargav Rao

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这里还要注意到生成器比迭代器快3倍。链接并没有说这个。另外，range不会产生一个生成器，而生成器是迭代器的一种。 - user2357112

@user2357112 已经注意到了！我昨天刚读了那个答案。也许我误解了它！我很乐意删除误导性的话语。再次感谢。 - Bhargav Rao

我想我最好在这里留下我删除的两个链接。 1. 迭代器和生成器之间的速度比较 2. 迭代器和生成器的一般差异 - Bhargav Rao

Answer 2

在Python中，reversed()函数有一个特殊情况，当你传递给它一个range()时。 reversed(range(...))和range(...)之间唯一的真正区别在于你可以多次迭代range()，但是reversed()返回一个迭代器，因此只能使用一次。

>>> iter(range(0, 10))
<range_iterator object at 0x7f735f5badb0>
>>> reversed(range(0, 10))
<range_iterator object at 0x7f735f5baf30>

你可以看到，在这两种情况下，迭代器类型都是range_iterator。因此，循环本身的性能在两种情况下都是相同的。

由于使用reversed()只会带来一个额外的函数调用开销，所以我总是更喜欢使用reversed(range(10))而不是range(9, -1, -1)。

- Dietrich Epp

Answer 3

reversed 会使其成为一个迭代器，因此根据使用方式可能会有所不同：

In [1]: r =  reversed(range(0, 10 + 1))

In [2]: next(r)
Out[2]: 10

In [3]: r = range(10, -1, -1)

In [4]: next(r)
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-4-0b5056469c9c> in <module>()
----> 1 next(r)

TypeError: 'range' object is not an iterator

- Padraic Cunningham

Answer 4

唯一真正的区别在于range(-n+1, -1, -1)和reversed(range(n))之间，就是range()返回一个可以在迭代之前进一步使用/操作的范围对象。而reversed()返回一个迭代器——你所能做的就是迭代它。

以下是使用范围对象的示例，这是无法使用迭代器完成的。

rng = range(20, 40, 2)
length = len(rng)
element = rng[0]
index_of_element = rng.index(element)
membership_test = 0 in rng
new_rng_from_slice = rng[2:5]

由于范围对象可以被切片，这也打开了另一种反转它们的可能性：

assert range(n)[::-1] == range(-n+1, -1, -1)

但是，除非需要范围对象的其他功能，否则reversed(range(n))更易于理解，因此更可取。

- Dunes