728 x 90

xrange() nie jest generatorem

xrange() nie jest generatorem

Zdarza mi się usłyszeć opinię o tym, że xrange() jest generatorem, ale… czy na pewno?

WSTĘP

W Pythonie 2 dostępne są funkcje range() oraz xrange(). Wartością zwracaną przez range()jest lista kolejnych liczb całkowitych, xrange() zwraca obiekt pozwalający na wytworzenie kolejnych liczb tylko wtedy, gdy jest to potrzebne. W Pythonie 3 funkcja range() została usunięta, zastąpiła ją xrange() pod nową nazwą range():

$ python2
Python 2.7.13 (default, Nov 24 2017, 17:33:09)
[GCC 6.3.0 20170516] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> range(1,5)
[1, 2, 3, 4]
>>> xrange(1,5)
xrange(1, 5)

 

$ python3
Python 3.5.3 (default, Jan 19 2017, 14:11:04)
[GCC 6.3.0 20170118] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> range(1,5) # dawniej xrange()
range(1, 5)

W dalszej części mowa jest o funkcji range() w kontekście Pythona 3.

KONCEPCJA GENERATORA

Dość szczegółowo generatory opisałem już na łamach FRI WEB [2]. We wspomnianym wpisie podałem następujący opis generatora:

Generator jest pewnego rodzaju funkcją. Funkcja ta może zostać wstrzymana oraz wznowiona od miejsca, w którym została wstrzymana. Na podstawie zapamiętanego stanu możliwe jest zwracanie różnych wartości podczas kolejnych wstrzymań funkcji. [..] Taką funkcję nazywamy funkcją generującą (ang. generator function). Jej wywołanie spowoduje utworzenie generatora – obiektu generującego (ang. generator object, generator-iterator).

Generatory cechuje leniwa ewaluacja (ang. lazy evaluation), czyli tworzenie kolejnych elementów dopiero przy odwołaniu się do generatora. Technika ta pozwala zredukować liczbę wykonywanych obliczeń, zmniejszyć wykorzystanie pamięci oraz tworzyć nieskończoną ilość elementów.

Generator jako obiekt posiada także określony interfejs, w jego skład wchodzą funkcje send()throw() oraz close(), a także __next__() w przypadku Pythona 3 i next() w Pythonie 2:

$ python3
Python 3.5.3 (default, Jan 19 2017, 14:11:04)
[GCC 6.3.0 20170118] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> g = (x for x in range(5))
>>> type(g)
<class 'generator'>
>>> dir(g)
['__class__', '__del__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__iter__', '__le__', '__lt__', '__name__', '__ne__', '__new__', '__next__', '__qualname__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'close', 'gi_code', 'gi_frame', 'gi_running', 'gi_yieldfrom', 'send', 'throw']

XRANGE A GENERATOR

range() jest podobny w działaniu do generatora – tworzy kolejne elementy na żądanie. Funkcja range() nie tworzy jednak obiektu generującego, tworzona jest natomiast instancja klasy range:

Python 3.5.3 (default, Jan 19 2017, 14:11:04)
[GCC 6.3.0 20170118] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> x = range(1, 5)
>>> type(x)
<class 'range'>

W Pythonie 2 nie jest to instancja klasy range, a obiekt typu xrange:

$ python2
Python 2.7.13 (default, Nov 24 2017, 17:33:09)
[GCC 6.3.0 20170516] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> x = xrange(1, 5)
>>> type(x)
<type 'xrange'>

Klasa range nie implementuje także interfejsu generatora:

$ python3
Python 3.5.3 (default, Jan 19 2017, 14:11:04)
[GCC 6.3.0 20170118] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> x = range(1, 5)
>>> dir(x)
['__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'count', 'index', 'start', 'step', 'stop']

Jak zaprezentowano na powyższym wydruku, obiekt klasy range nie zawiera żadnej z metod send()throw()close() czy __next__(). Wykorzystywany jest natomiast protokół iteratorów — wskazuje na to obecność funkcji __iter__()range jest obiektem iterowalnym.

WNIOSKI

range() nie jest generatorem, swoje działanie opiera na protokole iteratorów. Wyszukanie frazy ‘xrange generator’[3] w wyszukiwarce Google zwraca całkiem sporo wyników, w których to autorzy poszczególnych tekstów określają xrange() jako generator, co — jak już wykazałem — jest błędem.

 

Wpis został również opublikowany na prywatnym blogu autora: https://chyla.org/blog/

I’m a Software Developer ( https://chyla.org/ ) who writes about Linux system administration; Android, C++ and Python programming.

I can help you with:
➡️ Linux system administration
➡️ programming Android apps
➡️ C++ programming
➡️ Python programming

Have a question? Contact me!

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked with *

Cancel reply

Inne artykuły

I’m a Software Developer ( https://chyla.org/ ) who writes about Linux system administration; Android, C++ and Python programming.

I can help you with:
➡️ Linux system administration
➡️ programming Android apps
➡️ C++ programming
➡️ Python programming

Have a question? Contact me!