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Python2與Python3的區(qū)別詳解

發(fā)布時間：2020-08-22 00:59:32 來源：腳本之家 閱讀：406 作者：羅阿紅 欄目：開發(fā)技術(shù)

許多Python初學(xué)者都會問：我應(yīng)該學(xué)習(xí)哪個版本的Python。對于這個問題，我的回答通常是“先選擇一個最適合你的Python教程，教程中使用哪個版本的Python，你就用那個版本。等學(xué)得差不多了，再來研究不同版本之間的差別”。

但如果想要用Python開發(fā)一個新項目，那么該如何選擇Python版本呢？我可以負(fù)責(zé)任的說，大部分Python庫都同時支持Python 2.7.x和3.x版本的，所以不論選擇哪個版本都是可以的。但為了在使用Python時避開某些版本中一些常見的陷阱，或需要移植某個Python項目時，依然有必要了解一下Python兩個常見版本之間的主要區(qū)別。

本節(jié)內(nèi)容

  • 使用__future__模塊
  • print函數(shù)
  • 整數(shù)除法
  • Unicode
  • xrange
  • 觸發(fā)異常
  • 處理異常
  • next()函數(shù)和.next()方法
  • For循環(huán)變量與全局命名空間泄漏
  • 比較無序類型
  • 使用input()解析輸入內(nèi)容
  • 返回可迭代對象，而不是列表

一、__future__模塊

Python 3.x引入了一些與Python 2不兼容的關(guān)鍵字和特性，在Python 2中，可以通過內(nèi)置的__future__模塊導(dǎo)入這些新內(nèi)容。如果你希望在Python 2環(huán)境下寫的代碼也可以在Python 3.x中運(yùn)行，那么建議使用__future__模塊。例如，如果希望在Python 2中擁有Python 3.x的整數(shù)除法行為，可以通過下面的語句導(dǎo)入相應(yīng)的模塊。

from __future__ import division

下表列出了__future__中其他可導(dǎo)入的特性：

特性 可選版本 強(qiáng)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

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

示例：

from platform import python_version

二、print函數(shù)

雖然print語法是Python 3中一個很小的改動，且應(yīng)該已經(jīng)廣為人知，但依然值得提一下：Python 2中的print語句被Python 3中的print()函數(shù)取代，這意味著在Python 3中必須用括號將需要輸出的對象括起來。

在Python 2中使用額外的括號也是可以的。但反過來在Python 3中想以Python2的形式不帶括號調(diào)用print函數(shù)時，會觸發(fā)SyntaxError。

Python 2

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

Python 3

print('Python', python_version())
print('Hello, World!')

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

注意：

在Python中，帶不帶括號輸出”Hello World”都很正常。但如果在圓括號中同時輸出多個對象時，就會創(chuàng)建一個元組，這是因為在Python 2中，print是一個語句，而不是函數(shù)調(diào)用。

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

三、整數(shù)除法

由于人們常常會忽視Python 3在整數(shù)除法上的改動（寫錯了也不會觸發(fā)Syntax Error），所以在移植代碼或在Python 2中執(zhí)行Python 3的代碼時，需要特別注意這個改動。

所以，我還是會在Python 3的腳本中嘗試用float(3)/2或 3/2.0代替3/2，以此來避免代碼在Python 2環(huán)境下可能導(dǎo)致的錯誤（或與之相反，在Python 2腳本中用from __future__ import division來使用Python 3的除法）。

Python 2

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

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()類型，其可通過單獨(dú)的unicode()函數(shù)轉(zhuǎn)成unicode類型，但沒有byte類型。

而在Python 3中，終于有了Unicode（utf-8）字符串，以及兩個字節(jié)類：bytes和bytearrays。

Python 2

print 'Python', python_version()

print type(unicode('this is like a python3 str type'

print type(b'byte type does not exist')

print 'they are really' + b' the same'

print type(bytearray(b'bytearray oddly does exist though'))

Python 3

print('Python', python_version())

print('strings are now utf-8 u03BCnicou0394é!') 

print('Python', python_version(), end="")

print(' has', type(b' bytes for storing data'))
 

print('and Python', python_version(), end="")

print(' also has', type(bytearray(b'bytearrays'))
 

'note that we cannot add a string' + b'bytes for data'

五、xrange

在Python 2.x中，經(jīng)常會用xrange()創(chuàng)建一個可迭代對象，通常出現(xiàn)在“for循環(huán)”或“列表/集合/字典推導(dǎo)式”中。

這種行為與生成器非常相似（如”惰性求值“），但這里的xrange-iterable無盡的，意味著可能在這個xrange上無限迭代。

由于xrange的“惰性求知“特性，如果只需迭代一次（如for循環(huán)中），range()通常比xrange()快一些。不過不建議在多次迭代中使用range()，因為range()每次都會在內(nèi)存中重新生成一個列表。

在Python 3中，range()的實現(xiàn)方式與xrange()函數(shù)相同，所以就不存在專用的xrange()（在Python 3中使用xrange()會觸發(fā)NameError）。

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

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

Python 3

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

六、Python 3中的range對象中的__contains__方法

另一個值得一提的是，在Python 3.x中，range有了一個新的__contains__方法。__contains__方法可以有效的加快Python 3.x中整數(shù)和布爾型的“查找”速度。

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)

根據(jù)上面的timeit的結(jié)果，查找整數(shù)比查找浮點數(shù)要快大約6萬倍。但由于Python 2.x中的range或xrange沒有__contains__方法，所以在Python 2中的整數(shù)和浮點數(shù)的查找速度差別不大。

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)

下面的代碼證明了Python 2.x中沒有__contain__方法：

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

關(guān)于Python 2中xrange()與Python 3中range()之間的速度差異的一點說明：

有讀者指出了Python 3中的range()和Python 2中xrange()執(zhí)行速度有差異。由于這兩者的實現(xiàn)方式相同，因此理論上執(zhí)行速度應(yīng)該也是相同的。這里的速度差別僅僅是因為Python 3的總體速度就比Python 2慢。

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

   

七、觸發(fā)異常

Python 2支持新舊兩種異常觸發(fā)語法，而Python 3只接受帶括號的的語法（不然會觸發(fā)SyntaxError）：

Python 2

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

Python 3

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

八、異常處理

Python 3中的異常處理也發(fā)生了一點變化。在Python 3中必須使用“as”關(guān)鍵字。

Python 2

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

Python 3

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

next()函數(shù)和.next()方法

由于會經(jīng)常用到next()（.next()）函數(shù)（方法），所以還要提到另一個語法改動（實現(xiàn)方面也做了改動）：在Python 2.7.5中，函數(shù)形式和方法形式都可以使用，而在Python 3中，只能使用next()函數(shù)（試圖調(diào)用.next()方法會觸發(fā)AttributeError）。

Python 2

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

Python 3

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

九、For循環(huán)變量與全局命名空間泄漏

好消息是：在Python 3.x中，for循環(huán)中的變量不再會泄漏到全局命名空間中了！

這是Python 3.x中做的一個改動，在“What's New In Python 3.0”中有如下描述：

“列表推導(dǎo)不再支持[… for var in item1, item2, …]這樣的語法，使用[… for var in (item1, item2, …)]代替。還要注意列表推導(dǎo)有不同的語義：現(xiàn)在列表推導(dǎo)更接近list()構(gòu)造器中的生成器表達(dá)式這樣的語法糖，特別要注意的是，循環(huán)控制變量不會再泄漏到循環(huán)周圍的空間中了。”

Python 2

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

Python 3

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

十、比較無序類型

Python 3中另一個優(yōu)秀的改動是，如果我們試圖比較無序類型，會觸發(fā)一個TypeError。

Python 2

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

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、通過input()解析用戶的輸入

幸運(yùn)的是，Python 3改進(jìn)了input()函數(shù)，這樣該函數(shù)就會總是將用戶的輸入存儲為str對象。在Python 2中，為了避免讀取非字符串類型會發(fā)生的一些危險行為，不得不使用raw_input()代替input()。

Python 2

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

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、返回可迭代對象，而不是列表

在xrange一節(jié)中可以看到，某些函數(shù)和方法在Python中返回的是可迭代對象，而不像在Python 2中返回列表。

由于通常對這些對象只遍歷一次，所以這種方式會節(jié)省很多內(nèi)存。然而，如果通過生成器來多次迭代這些對象，效率就不高了。

此時我們的確需要列表對象，可以通過list()函數(shù)簡單的將可迭代對象轉(zhuǎn)成列表。

Python 2

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

Python 3

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數(shù)和方法：

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

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