범위()란 무엇입니까? 반복자를 생성하지 않는 이유는 무엇입니까?

이 글의 내용은 range()가 무엇인지에 관한 것입니다. 반복자를 생성하지 않는 이유는 무엇입니까? 도움이 필요한 친구들이 참고할 수 있기를 바랍니다.

Iterator는 가장 일반적으로 사용되는 23가지 디자인 패턴 중 하나입니다. Python의 모든 곳에서 볼 수 있지만 반드시 그 존재를 인식하지는 않습니다. 반복자에 대한 내 시리즈(기사 끝 부분의 링크)에서 나는 반복자를 생성하는 최소 23가지 방법을 언급했습니다. 일부 메서드는 반복자를 생성하는 데 특별히 사용되며 일부 메서드는 다른 문제를 해결하기 위해 반복자를 "은밀하게" 사용합니다.

시스템이 반복자를 배우기 전에는 항상 range() 메서드가 반복자를 생성하는 데에도 사용된다고 생각했는데, 갑자기 이 메서드는 반복자가 아닌 반복 가능한 객체만 생성한다는 사실을 발견했습니다! (PS: Python2의 range()는 목록을 생성합니다. 이 기사는 Python3을 기반으로 하며 반복 가능한 객체를 생성합니다.)

그래서 다음 질문이 있습니다. 왜 range()가 반복자를 생성하지 않습니까? 답변을 찾는 과정에서 범위 유형에 대해 몇 가지 오해가 있음을 발견했습니다. 따라서 이 기사는 귀하에게 범위에 대한 포괄적인 이해를 제공할 것이며, 우리는 귀하와 함께 배우고 발전하기를 기대합니다.

1. range()란 무엇인가요?

구문: range(start, stop [,step]); start는 계산의 시작 값을 나타내며, 기본값은 0입니다. stop은 계산의 끝 값을 나타냅니다. 중지를 포함하지 않음, 단계는 단계 크기이며 기본값은 1이며 0일 수 없습니다. range() 메서드는 왼쪽이 닫히고 오른쪽이 열리는 정수 범위를 생성합니다.

>>> a = range(5)  # 即 range(0,5)
>>> a
range(0, 5)
>>> len(a)
5
>>> for x in a:
>>>     print(x,end=" ")
0 1 2 3 4

range() 함수에 관해 주의할 점이 몇 가지 있습니다: (1) 왼쪽이 닫히고 오른쪽이 열리는 간격을 나타냅니다. (2) 수신하는 매개변수는 정수여야 하며 다음과 같은 값을 가질 수 있습니다. 음수여야 하지만 부동 소수점 숫자와 같은 다른 유형일 수 없습니다. (3) 불변 시퀀스 유형이며 요소 판단, 요소 찾기, 슬라이싱 등과 같은 작업을 수행할 수 있지만 요소를 수정할 수는 없습니다. ) 반복 가능한 객체이지만 반복자는 아닙니다.

# （1）左闭右开
>>> for i in range(3, 6):
>>>     print(i,end=" ")
3 4 5

# （2）参数类型
>>> for i in range(-8, -2, 2):
>>>     print(i,end=" ")
-8 -6 -4
>>> range(2.2)
----------------------------
TypeError    Traceback (most recent call last)
...
TypeError: 'float' object cannot be interpreted as an integer

# （3）序列操作
>>> b = range(1,10)
>>> b[0]
1
>>> b[:-3]
range(1, 7)
>>> b[0] = 2
TypeError  Traceback (most recent call last)
...
TypeError: 'range' object does not support item assignment

# （4）不是迭代器
>>> hasattr(range(3),'__iter__')
True
>>> hasattr(range(3),'__next__')
False
>>> hasattr(iter(range(3)),'__next__')
True

2. range()가 반복자를 생성하지 않는 이유는 무엇입니까?

zip(), enumerate(), map(), filter() 및 reversed() 등과 같이 반복자를 가져오는 내장 메서드가 많이 있지만 다음과 같습니다. range() 반복 가능한 객체만 얻는 메서드는 없습니다. (반례가 있으면 알려주세요.) 여기서 제가 알고 있는 지식에 대해 오해가 있는 부분이 있습니다.

for 루프 순회 중에 반복 가능한 객체와 반복자의 성능은 동일합니다. 즉, 둘 다 게으른 평가를 수행하며 공간 복잡도와 시간 복잡도에 차이가 없습니다. 나는 둘 사이의 차이점을 "동일하지만 두 개의 다른 것"으로 요약한 적이 있습니다. 동일한 것은 둘 다 느리게 반복될 수 있다는 것입니다. 그러나 차이점은 반복 가능한 객체가 자체 순회를 지원하지 않는다는 것입니다(예: next() 메서드) ), 반복자 자체는 슬라이싱을 지원하지 않습니다(예: __getitem__() 메서드).

이러한 차이에도 불구하고 어느 것이 더 낫다고 결론짓기는 어렵습니다. 이제 미묘한 점은 왜 다섯 가지 내장 메서드 모두에 대해 반복자가 설계되었지만 range() 메서드는 반복 가능한 객체로 설계되었는가입니다. 차라리 다 통일하는 게 낫지 않을까요?

사실 Python에서는 표준화를 위해 이런 작업을 많이 했습니다. 예를 들어 Python2에는 range()와 xrange() 두 가지 메서드가 있는데 Python3에서는 그 중 하나를 제거했습니다. 그리고 또한 "Li Dai Tao Jian" 방법이 사용되었습니다. 좀 더 형식적으로 range()를 사용하여 반복자를 생성하면 어떨까요?

이 문제에 대해서는 공식적인 설명을 찾지 못했습니다. 다음은 순전히 개인 의견입니다.

zip() 및 기타 메소드는 특정 반복 가능한 객체의 매개변수를 수신해야 하며 이는 이를 재처리하는 프로세스이기도 합니다. 따라서 특정 결과를 즉시 생성하기를 희망하므로 Python 개발자는 이 결과를 설계합니다. 반복자가 되는 것입니다. 이는 매개변수로 사용되는 Iterable 객체가 변경될 때 결과로 사용되는 Iterator는 소모성이므로 잘못 사용되지 않는다는 장점도 있습니다.

range() 메소드가 받는 매개변수가 반복 가능한 객체가 아니기 때문에 직접 사용하거나 다른 용도로 사용할 수 있는 반복 가능한 객체로 설계되었습니다. 재처리 목적. 예를 들어 zip()과 같은 메서드는 범위 유형 매개변수를 허용할 수 있습니다.

>>> for i in zip(range(1,6,2), range(2,7,2)):
>>>    print(i, end="")
(1, 2)(3, 4)(5, 6)

즉, range() 메서드는 주요 생성자이며, 이것이 생성하는 원시 자료는 초기에 반복자로 전환되면 의심할 여지 없이 불필요한 동작이 됩니다.

이 해석이 말이 된다고 생각하시나요? 이 주제에 대해 저와 자유롭게 토론해 보세요.

3. 범위 유형은 무엇인가요?

위는 "range()가 반복자를 생성하지 않는 이유"에 대한 나의 대답입니다. 이 아이디어에 따라 생성된 범위 개체를 연구했고, 연구를 통해 이 범위 개체가 단순하지 않다는 사실을 발견했습니다.

첫번째 이상한 점은 불변 시퀀스라는 것입니다! 나는 이것을 눈치 채지 못했습니다. range()의 값을 수정하는 것에 대해 생각해 본 적이 없지만 이 수정 불가능한 기능은 여전히 ​​나를 놀라게 했습니다.

문서를 살펴보면 공식적인 구분은 다음과 같습니다. - 기본 시퀀스 유형에는 목록, 튜플, 범위 개체의 세 가지가 있습니다. (기본 시퀀스 유형에는 목록, 튜플, 범위 개체의 세 가지가 있습니다.)

这我倒一直没注意，原来 range 类型居然跟列表和元组是一样地位的基础序列！我一直记挂着字符串是不可变的序列类型，不曾想，这里还有一位不可变的序列类型呢。

那 range 序列跟其它序列类型有什么差异呢？

普通序列都支持的操作有 12 种，在《你真的知道Python的字符串是什么吗？》这篇文章里提到过。range 序列只支持其中的 10 种，不支持进行加法拼接与乘法重复。

>>> range(2) + range(3)
-----------------------------------------
TypeError  Traceback (most recent call last)
...
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'range' and 'range'

>>> range(2)*2
-----------------------------------------
TypeError  Traceback (most recent call last)
...
TypeError: unsupported operand type(s) for *: 'range' and 'int'

那么问题来了：同样是不可变序列，为什么字符串和元组就支持上述两种操作，而偏偏 range 序列不支持呢？虽然不能直接修改不可变序列，但我们可以将它们拷贝到新的序列上进行操作啊，为何 range 对象连这都不支持呢？

且看官方文档的解释：

...due to the fact that range objects can only represent sequences that follow a strict pattern and repetition and concatenation will usually violate that pattern.

原因是 range 对象仅仅表示一个遵循着严格模式的序列，而重复与拼接通常会破坏这种模式...

问题的关键就在于 range 序列的 pattern，仔细想想，其实它表示的就是一个等差数列啊（喵，高中数学知识没忘...），拼接两个等差数列，或者重复拼接一个等差数列，想想确实不妥，这就是为啥 range 类型不支持这两个操作的原因了。由此推论，其它修改动作也会破坏等差数列结构，所以统统不给修改就是了。

4、小结

回顾全文，我得到了两个偏冷门的结论：range 是可迭代对象而不是迭代器；range 对象是不可变的等差序列。

若单纯看结论的话，你也许没有感触，或许还会说这没啥了不得啊。但如果我追问，为什么 range 不是迭代器呢，为什么 range 是不可变序列呢？对这俩问题，你是否还能答出个自圆其说的设计思想呢？（PS：我决定了，若有机会面试别人，我必要问这两个问题的嘿~）

由于 range 对象这细微而有意思的特性，我觉得这篇文章写得值了。本文是作为迭代器系列文章的一篇来写的，所以对于迭代器的基础知识介绍不多，欢迎查看之前的文章。另外，还有一种特殊的迭代器也值得单独成文，那就是生成器了，敬请期待后续推文哦~

위 내용은 범위()란 무엇입니까? 반복자를 생성하지 않는 이유는 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!