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  • Python基础【day01】：python 2和3区别（四）

    许多Python初学者都会问：我应该学习哪个版本的Python。对于这个问题，我的回答通常是“先选择一个最适合你的Python教程，教程中使用哪个版本的Python，你就用那个版本。等学得差不多了，再来研究不同版本之间的差别”。

    但如果想要用Python开发一个新项目，那么该如何选择Python版本呢？我可以负责任的说，大部分Python库都同时支持Python 2.7.x和3.x版本的，所以不论选择哪个版本都是可以的。但为了在使用Python时避开某些版本中一些常见的陷阱，或需要移植某个Python项目时，依然有必要了解一下Python两个常见版本之间的主要区别。

    本节内容

    1. 使用__future__模块

    2. print函数

    3. 整数除法

    4. Unicode

    5. xrange

    6. 触发异常

    7. 处理异常

    8. next()函数和.next()方法

    9. For循环变量与全局命名空间泄漏

    10. 比较无序类型

    11. 使用input()解析输入内容

    12. 返回可迭代对象，而不是列表

    一、__future__模块

    Python 3.x引入了一些与Python 2不兼容的关键字和特性，在Python 2中，可以通过内置的__future__模块导入这些新内容。如果你希望在Python 2环境下写的代码也可以在Python 3.x中运行，那么建议使用__future__模块。例如，如果希望在Python 2中拥有Python 3.x的整数除法行为，可以通过下面的语句导入相应的模块。

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    from __future__ import division

    下表列出了__future__中其他可导入的特性：

    特性可选版本强制版本效果
    nested_scopes 2.1.0b1 2.2 PEP 227:
    Statically Nested Scopes
    generators 2.2.0a1 2.3 PEP 255:
    Simple Generators
    division 2.2.0a2 3.0 PEP 238:
    Changing the Division Operator
    absolute_import 2.5.0a1 3.0 PEP 328:
    Imports: Multi-Line and Absolute/Relative
    with_statement 2.5.0a1 2.6 PEP 343:
    The “with” Statement
    print_function 2.6.0a2 3.0 PEP 3105:
    Make print a function
    unicode_literals 2.6.0a2 3.0 PEP 3112:
    Bytes literals in Python 3000

    （来源： https://docs.python.org/2/library/future.html)

    示例：

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    from platform import python_version

    二、print函数

    虽然print语法是Python 3中一个很小的改动，且应该已经广为人知，但依然值得提一下：Python 2中的print语句被Python 3中的print()函数取代，这意味着在Python 3中必须用括号将需要输出的对象括起来。

    在Python 2中使用额外的括号也是可以的。但反过来在Python 3中想以Python2的形式不带括号调用print函数时，会触发SyntaxError。

    Python 2

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    print 'Python', python_version()
    print 'Hello, World!'
    print('Hello, World!')
    print "text", ; print 'print more text on the same line'
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    Python 2.7.6
    Hello, World!
    Hello, World!
    text print more text on the same line

    Python 3

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    print('Python', python_version())
    print('Hello, World!')
     
    print("some text,", end="")
    print(' print more text on the same line')
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    Python 3.4.1
    Hello, World!
    some text, print more text on the same line
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    print 'Hello, World!'
    ?
    File "<ipython-input-3-139a7c5835bd>", line 1
    print 'Hello, World!'
    ^
    SyntaxError: invalid syntax

    注意：

    在Python中，带不带括号输出”Hello World”都很正常。但如果在圆括号中同时输出多个对象时，就会创建一个元组，这是因为在Python 2中，print是一个语句，而不是函数调用。

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    print 'Python', python_version()
    print('a', 'b')
    print 'a', 'b'

    三、整数除法

    由于人们常常会忽视Python 3在整数除法上的改动（写错了也不会触发Syntax Error），所以在移植代码或在Python 2中执行Python 3的代码时，需要特别注意这个改动。

    所以，我还是会在Python 3的脚本中尝试用float(3)/2或 3/2.0代替3/2，以此来避免代码在Python 2环境下可能导致的错误（或与之相反，在Python 2脚本中用from __future__ import division来使用Python 3的除法）。

    Python 2

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    print 'Python', python_version()
    print '3 / 2 =', 3 / 2
    print '3 // 2 =', 3 // 2
    print '3 / 2.0 =', 3 / 2.0
    print '3 // 2.0 =', 3 // 2.0

    Python 3

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    print('Python', python_version())
    print('3 / 2 =', 3 / 2)
    print('3 // 2 =', 3 // 2)
    print('3 / 2.0 =', 3 / 2.0)
    print('3 // 2.0 =', 3 // 2.0)

    四、Unicode

    Python 2有基于ASCII的str()类型，其可通过单独的unicode()函数转成unicode类型，但没有byte类型。

    而在Python 3中，终于有了Unicode（utf-8）字符串，以及两个字节类：bytes和bytearrays。

    Python 2

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    print 'Python', python_version()
    ?
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    print type(unicode('this is like a python3 str type'
    ?
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    print type(b'byte type does not exist')
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    print 'they are really' + b' the same'
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    print type(bytearray(b'bytearray oddly does exist though'))

    Python 3

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    print('Python', python_version())
    print('strings are now utf-8 u03BCnicou0394é!') 
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    print('Python', python_version(), end="")
    print(' has', type(b' bytes for storing data'))
    ?
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    print('and Python', python_version(), end="")
    print(' also has', type(bytearray(b'bytearrays'))
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    'note that we cannot add a string' + b'bytes for data'

    五、xrange

    在Python 2.x中，经常会用xrange()创建一个可迭代对象，通常出现在“for循环”或“列表/集合/字典推导式”中。

    这种行为与生成器非常相似（如”惰性求值“），但这里的xrange-iterable无尽的，意味着可能在这个xrange上无限迭代。

    由于xrange的“惰性求知“特性，如果只需迭代一次（如for循环中），range()通常比xrange()快一些。不过不建议在多次迭代中使用range()，因为range()每次都会在内存中重新生成一个列表。

    在Python 3中，range()的实现方式与xrange()函数相同，所以就不存在专用的xrange()（在Python 3中使用xrange()会触发NameError）。

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    import timeit
     
    n = 10000
    def test_range(n):
     return for i in range(n):
     pass
     
    def test_xrange(n):
     for i in xrange(n):
     pass

    Python 2

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    print 'Python', python_version()
     
    print 'ntiming range()'
    %timeit test_range(n)
     
    print 'nntiming xrange()'
    %timeit test_xrange(n)

    Python 3

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    print('Python', python_version())
     
    print('ntiming range()')
    %timeit test_range(n)
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    print(xrange(10))

    六、Python 3中的range对象中的__contains__方法

    另一个值得一提的是，在Python 3.x中，range有了一个新的__contains__方法。__contains__方法可以有效的加快Python 3.x中整数和布尔型的“查找”速度。

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    x = 10000000
    def val_in_range(x, val):
     return val in range(x)
     
    def val_in_xrange(x, val):
     return val in xrange(x)
     
    print('Python', python_version())
    assert(val_in_range(x, x/2) == True)
    assert(val_in_range(x, x//2) == True)
    %timeit val_in_range(x, x/2)
    %timeit val_in_range(x, x//2)

    根据上面的timeit的结果，查找整数比查找浮点数要快大约6万倍。但由于Python 2.x中的range或xrange没有__contains__方法，所以在Python 2中的整数和浮点数的查找速度差别不大。

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    print 'Python', python_version()
     
    assert(val_in_xrange(x, x/2.0) == True)
    assert(val_in_xrange(x, x/2) == True)
    assert(val_in_range(x, x/2) == True)
    assert(val_in_range(x, x//2) == True)
    %timeit val_in_xrange(x, x/2.0)
    %timeit val_in_xrange(x, x/2)
    %timeit val_in_range(x, x/2.0)
    %timeit val_in_range(x, x/2)

    下面的代码证明了Python 2.x中没有__contain__方法：

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    print('Python', python_version())
    range.__contains__
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    print('Python', python_version())
    range.__contains__
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    print('Python', python_version())
    xrange.__contains__

    关于Python 2中xrange()与Python 3中range()之间的速度差异的一点说明：

    有读者指出了Python 3中的range()和Python 2中xrange()执行速度有差异。由于这两者的实现方式相同，因此理论上执行速度应该也是相同的。这里的速度差别仅仅是因为Python 3的总体速度就比Python 2慢。

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    def test_while():
     i = 0
     while i < 20000:
      i += 1
     return
     
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    print('Python', python_version())
    %timeit test_while()
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    print 'Python', python_version()
    %timeit test_while()
       

    七、触发异常

    Python 2支持新旧两种异常触发语法，而Python 3只接受带括号的的语法（不然会触发SyntaxError）：

    Python 2

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    print 'Python', python_version(
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    raise IOError, "file error"
    1
    raise IOError("file error")

    Python 3

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    print('Python', python_version())
    1
    raise IOError, "file error"
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    print('Python', python_version())
    raise IOError("file error")

    八、异常处理

    Python 3中的异常处理也发生了一点变化。在Python 3中必须使用“as”关键字。

    Python 2

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    print 'Python', python_version()
    try:
     let_us_cause_a_NameError
    except NameError, err:
     print err, '--> our error message'

    Python 3

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    print('Python', python_version())
    try:
     let_us_cause_a_NameError
    except NameError as err:
     print(err, '--> our error message')

    next()函数和.next()方法

    由于会经常用到next()（.next()）函数（方法），所以还要提到另一个语法改动（实现方面也做了改动）：在Python 2.7.5中，函数形式和方法形式都可以使用，而在Python 3中，只能使用next()函数（试图调用.next()方法会触发AttributeError）。

    Python 2

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    print 'Python', python_version()
    my_generator = (letter for letter in 'abcdefg')
    next(my_generator)
    my_generator.next()

    Python 3

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    print('Python', python_version())
    my_generator = (letter for letter in 'abcdefg')
    next(my_generator)
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    my_generator.next()

    九、For循环变量与全局命名空间泄漏

    好消息是：在Python 3.x中，for循环中的变量不再会泄漏到全局命名空间中了！

    这是Python 3.x中做的一个改动，在“What’s New In Python 3.0”中有如下描述：

    “列表推导不再支持[… for var in item1, item2, …]这样的语法，使用[… for var in (item1, item2, …)]代替。还要注意列表推导有不同的语义：现在列表推导更接近list()构造器中的生成器表达式这样的语法糖，特别要注意的是，循环控制变量不会再泄漏到循环周围的空间中了。”

    Python 2

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    print 'Python', python_version()
     
    i = 1
    print 'before: i =', i
     
    print 'comprehension: ', [i for i in range(5)]
     
    print 'after: i =', i

    Python 3

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    print('Python', python_version())
     
    i = 1
    print('before: i =', i)
     
    print('comprehension:', [i for i in range(5)])
     
    print('after: i =', i)

    十、比较无序类型

    Python 3中另一个优秀的改动是，如果我们试图比较无序类型，会触发一个TypeError。

    Python 2

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    print 'Python', python_version()
    print "[1, 2] > 'foo' = ", [1, 2] > 'foo'
    print "(1, 2) > 'foo' = ", (1, 2) > 'foo'
    print "[1, 2] > (1, 2) = ", [1, 2] > (1, 2)

    Python 3

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    print('Python', python_version())
    print("[1, 2] > 'foo' = ", [1, 2] > 'foo')
    print("(1, 2) > 'foo' = ", (1, 2) > 'foo')
    print("[1, 2] > (1, 2) = ", [1, 2] > (1, 2))

    十一、通过input()解析用户的输入

    幸运的是，Python 3改进了input()函数，这样该函数就会总是将用户的输入存储为str对象。在Python 2中，为了避免读取非字符串类型会发生的一些危险行为，不得不使用raw_input()代替input()。

    Python 2

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    Python 2.7.6
    [GCC 4.0.1 (Apple Inc. build 5493)] on darwin
    Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
     
    >>> my_input = input('enter a number: ')
     
    enter a number: 123
     
    >>> type(my_input)
    <type 'int'>
     
    >>> my_input = raw_input('enter a number: ')
     
    enter a number: 123
     
    >>> type(my_input)
    <type 'str'>

    Python 3

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    Python 3.4.1
    [GCC 4.2.1 (Apple Inc. build 5577)] on darwin
    Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
     
    >>> my_input = input('enter a number: ')
    enter a number: 123
    >>> type(my_input)
    <class 'str'>

    十二、返回可迭代对象，而不是列表

    在xrange一节中可以看到，某些函数和方法在Python中返回的是可迭代对象，而不像在Python 2中返回列表。

    由于通常对这些对象只遍历一次，所以这种方式会节省很多内存。然而，如果通过生成器来多次迭代这些对象，效率就不高了。

    此时我们的确需要列表对象，可以通过list()函数简单的将可迭代对象转成列表。

    Python 2

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    print 'Python', python_version()
     
    print range(3)
    print type(range(3))

    Python 3

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    print('Python', python_version())
    print(range(3))
    print(type(range(3)))
    print(list(range(3)))

    下面列出了Python 3中其他不再返回列表的常用函数和方法：

      • zip()
      • map()
      • filter()
      • 字典的.key()方法
      • 字典的.value()方法
      • 字典的.item()方法
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