摘要：為什么不更規范點，令生成的是迭代器呢關于這個問題，我沒找到官方解釋，以下純屬個人觀點。類型是什么以上是我對為什么不產生迭代器的一種解答。小結回顧全文，我得到了兩個偏冷門的結論是可迭代對象而不是迭代器對象是不可變的等差序列。

迭代器是 23 種設計模式中最常用的一種（之一），在 Python 中隨處可見它的身影，我們經常用到它，但是卻不一定意識到它的存在。在關于迭代器的系列文章中（鏈接見文末），我至少提到了 23 種生成迭代器的方法。有些方法是專門用于生成迭代器的，還有一些方法則是為了解決別的問題而“暗中”使用到迭代器。

在系統學習迭代器之前，我一直以為 range() 方法也是用于生成迭代器的，現在卻突然發現，它生成的只是可迭代對象，而并不是迭代器！ （PS：Python2 中 range() 生成的是列表，本文基于Python3，生成的是可迭代對象）

于是，我有了這樣的疑問：為什么 range() 不生成迭代器呢？在查找答案的過程中，我發現自己對 range 類型的認識存在一些誤區。因此，本文將和大家全面地認識一下 range ，期待與你共同學習進步。

它的語法：range(start, stop [,step]) ；start 指的是計數起始值，默認是 0；stop 指的是計數結束值，但不包括 stop ；step 是步長，默認為 1，不可以為 0 。range() 方法生成一段左閉右開的整數范圍。

>>> 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

對于 range() 函數，有幾個注意點：（1）它表示的是左閉右開區間；（2）它接收的參數必須是整數，可以是負數，但不能是浮點數等其它類型；（3）它是不可變的序列類型，可以進行判斷元素、查找元素、切片等操作，但不能修改元素；（4）它是可迭代對象，卻不是迭代器。

# （1）左閉右開
>>> for i in range(3, 6):
>>>     print(i,end=" ")
3 4 5

# （2）參數類型
>>> 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

可以獲得迭代器的內置方法很多，例如 zip() 、enumerate()、map()、filter() 和 reversed() 等等，但是像 range() 這樣僅僅得到的是可迭代對象的方法就絕無僅有了（若有反例，歡迎告知）。這就是我存在知識誤區的地方。

在 for-循環 遍歷時，可迭代對象與迭代器的性能是一樣的，即它們都是惰性求值的，在空間復雜度與時間復雜度上并無差異。我曾概括過兩者的差別是“一同兩不同”：相同的是都可惰性迭代，不同的是可迭代對象不支持自遍歷（即next()方法），而迭代器本身不支持切片（即__getitem__() 方法）。

雖然有這些差別，但很難得出結論說它們哪個更優。現在微妙之處就在于，為什么給 5 種內置方法都設計了迭代器，偏偏給 range() 方法設計的就是可迭代對象呢？把它們都統一起來，不是更好么？

事實上，Pyhton 為了規范性就干過不少這種事，例如，Python2 中有 range() 和 xrange() 兩種方法，而 Python3 就干掉了其中一種，還用了“李代桃僵”法。為什么不更規范點，令 range() 生成的是迭代器呢？

關于這個問題，我沒找到官方解釋，以下純屬個人觀點 。

zip() 等方法都需要接收確定的可迭代對象的參數，是對它們的一種再加工的過程，因此也希望馬上產出確定的結果來，所以 Python 開發者就設計了這個結果是迭代器。這樣還有一個好處，即當作為參數的可迭代對象發生變化的時候，作為結果的迭代器因為是消耗型的，不會被錯誤地使用。

而 range() 方法就不同了，它接收的參數不是可迭代對象，本身是一種初次加工的過程，所以設計它為可迭代對象，既可以直接使用，也可以用于其它再加工用途。例如，zip() 等方法就完全可以接收 range 類型的參數。

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

也就是說，range() 方法作為一種初級生產者，它生產的原料本身就有很大用途，早早把它變為迭代器的話，無疑是一種畫蛇添足的行為。

對于這種解讀，你是否覺得有道理呢？歡迎就這個話題與我探討。

以上是我對“為什么range()不產生迭代器”的一種解答。順著這個思路，我研究了一下它產生的 range 對象，一研究就發現，這個 range 對象也并不簡單。

首先奇怪的一點就是，它竟然是不可變序列！我從未注意過這一點。雖然說，我從未想過修改 range() 的值，但這一不可修改的特性還是令我驚訝。

翻看文檔，官方是這樣明確劃分的——有三種基本的序列類型：列表、元組和范圍（range）對象。（There are three basic sequence types: lists, tuples, and range objects.）

這我倒一直沒注意，原來 range 類型居然跟列表和元組是一樣地位的基礎序列！我一直記掛著字符串是不可變的序列類型，不曾想，這里還有一位不可變的序列類型呢。

那 range 序列跟其它序列類型有什么差異呢？

普通序列都支持的操作有 12 種，在《你真的知道Python的字符串是什么嗎？》這篇文章里提到過。range 序列只支持其中的 10 種，不支持進行加法拼接與乘法重復。

>>> 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"

那么問題來了：同樣是不可變序列，為什么字符串和元組就支持上述兩種操作，而偏偏 range 序列不支持呢？雖然不能直接修改不可變序列，但我們可以將它們拷貝到新的序列上進行操作啊，為何 range 對象連這都不支持呢？

且看官方文檔的解釋：

...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 對象僅僅表示一個遵循著嚴格模式的序列，而重復與拼接通常會破壞這種模式...

問題的關鍵就在于 range 序列的 pattern，仔細想想，其實它表示的就是一個等差數列啊（喵，高中數學知識沒忘...），拼接兩個等差數列，或者重復拼接一個等差數列，想想確實不妥，這就是為啥 range 類型不支持這兩個操作的原因了。由此推論，其它修改動作也會破壞等差數列結構，所以統統不給修改就是了。

回顧全文，我得到了兩個偏冷門的結論：range 是可迭代對象而不是迭代器；range 對象是不可變的等差序列。

若單純看結論的話，你也許沒有感觸，或許還會說這沒啥了不得啊。但如果我追問，為什么 range 不是迭代器呢，為什么 range 是不可變序列呢？對這倆問題，你是否還能答出個自圓其說的設計思想呢？（PS：我決定了，若有機會面試別人，我必要問這兩個問題的嘿~）

由于 range 對象這細微而有意思的特性，我覺得這篇文章寫得值了。本文是作為迭代器系列文章的一篇來寫的，所以對于迭代器的基礎知識介紹不多，歡迎查看之前的文章。另外，還有一種特殊的迭代器也值得多帶帶成文，那就是生成器了，敬請期待后續推文哦~

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Python進階：迭代器與迭代器切片

Python進階：設計模式之迭代器模式

你真的知道Python的字符串是什么嗎？

官方文檔：http://t.cn/EGMzJt8

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