Используется ли итерационный протокол при индексации объекта диапазона?

Question

Поскольку объект диапазона создает значения по запросу, означает ли это, что каждый раз, когда диапазон индексируется, протокол итерации вызывается до этого индекса?

Что я имею в виду, когда:

>>> R = range(1,11)
>>> print(R[5])
6

Поскольку R[5] не сохраняется в памяти, рассчитывается ли он каждый раз путем создания нового итератора?Если нет, то как можно проиндексировать объект диапазона?

Answer 1

Итератор здесь не создается, итерация не происходит.Объект range реализован так, что Python вычисляет значение R[5] по требованию в постоянное время. ¹

Если индекс i не отрицательный, вычисление кипитдо:

i * step + start

Так что в случае вашего кода R[5] это будет 5*1 + 1, что равно 6.

Если индекс i отрицателен, длинаR сначала добавляется к i, а затем вычисляется значение, как и раньше:

(i + len(R)) * step + start

---

Python-internals

Когда вы пишете R[5], этоСинтаксис Python в конечном итоге преобразуется в вызов PyObject_GetItem, который проверяет объект R, чтобы увидеть, как он должен продолжить поиск элемента по индексу 5.

PyObject_GetItem первымпроверяет слот tp_as_mapping типа range.Это не нуль;он содержит ссылку на структуру с именем range_as_mapping.PyObject_GetItem затем проверяет, что находится в mp_subscript поле этой структуры:

static PyMappingMethods range_as_mapping = {
        (lenfunc)range_length,       /* mp_length */
        (binaryfunc)range_subscript, /* mp_subscript */
        (objobjargproc)0,            /* mp_ass_subscript */
};

Как видно из приведенного выше фрагмента, он находит range_subscript функция, занимающая поле mp_subscript. ²

Теперь range_subscript проверяет аргументы, которые были переданы (R и 5), чтобы решить, является ли одинИндекс или фрагмент был запрошен.Целое число 5 означает, что необходим только один индекс, и поэтому функция делегирует вычисление значения compute_range_item.Эта функция выполняет вычисление для возврата целого числа 6, как указано в первой части этого ответа.

---

¹ Я предполагаю, что вы используете CPython: другие реализации Python могут реализовыватьrange объект по-разному.

² Если вы должны были вызвать len(R), вы можете увидеть внутреннюю функцию в mp_length, которая вызывается для вычисления длины R (см. Почему «1000000000000000 в диапазоне (1000000000000001)» так быстро в Python 3? ).

Answer 2

Неа.Это не так.

Однако range поддерживает протокол итерации и индексирование (через getitem )