Python - Python 2.7.x 和 3.x 版本的重要区别

我会带着你远行 2022-05-29 08:07 194阅读 0赞

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Python 2和Python 3是有区别的，为了在使用Python时避开不同版本中一些常见的陷阱，或需要移植某个Python项目时，非常有必要了解一下Python两个常见版本之间的主要区别。

## \_\_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。

Python 2

from __future__ import division

下表列出了\_\_future\_\_中其他可导入的特性：

<table style="width:599px;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">特性</th> 
 <th style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">可选版本</th> 
 <th style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">强制版本</th> 
 <th style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">&nbsp;&nbsp;效果</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">nested_scopes</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.1.0b1</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.2</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">PEP 227: Statically Nested Scopes</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">generators</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.2.0a1</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.3</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">PEP 255: Simple Generators</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">division</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.2.0a2</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">3.0</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">PEP 238: Changing the Division Operator</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">absolute_import</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.5.0a1</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">3.0</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">PEP 328: Imports: Multi-Line and Absolute/Relative</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">with_statement</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.5.0a1</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.6</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">PEP 343: The “with” Statement</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">print_function</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.6.0a2</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">3.0</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">PEP 3105: Make print a function</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">unicode_literals</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">2.6.0a2</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">3.0</td> 
 <td style="border-color:#333a33;text-align:center;vertical-align:middle;">PEP 3112: Bytes literals in Python 300</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

## **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Python 2的形式不带括号调用print函数时，会触发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')
    print 'Hello, World!'

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

注意：

在Python 2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。

Python 2

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

Python 2.7.7
    ('a', 'b')
    a b

## 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

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 2.7.6
    3 / 2 = 1
    3 // 2 = 1
    3 / 2.0 = 1.5
    3 // 2.0 = 1.0

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)

Python 3.4.1
    3 / 2 = 1.5
    3 // 2 = 1
    3 / 2.0 = 1.5
    3 // 2.0 = 1.0

## 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bytearray。

Python 2

print 'Python', python_version()
 Python 2.7.6
 print type(unicode('this is like a python3 str type'))
 <type 'unicode'>
 print type(b'byte type does not exist')
 <type 'str'>
 print 'they are really' + b' the same'
 they are really the same
 print type(bytearray(b'bytearray oddly does exist though'))
 <type 'bytearray'>

Python 3

print('Python', python_version())
 print('strings are now utf-8 u03BCnicou0394é!')
 Python 3.4.1
 strings are now utf-8 μnicoΔé!
 print('Python', python_version(), end="")
 print(' has', type(b' bytes for storing data'))
 Python 3.4.1 has <class 'bytes'>
 print('and Python', python_version(), end="")
 print(' also has', type(bytearray(b'bytearrays')))
 and Python 3.4.1 also has <class 'bytearray'>
 'note that we cannot add a string' + b'bytes for data'
 ---------------------------------------------------------------------------
 TypeError Traceback (most recent call last)
 <ipython-input-13-d3e8942ccf81> in <module>()
 ----> 1 'note that we cannot add a string' + b'bytes for data'
 TypeError: Can't convert 'bytes' object to str implicitly

## 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是无尽的，意味着可能在这个xrange上做无限迭代。

由于xrange的“惰性求值“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）。

Python

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 2.7.6
    
    timing range()
    1000 loops, best of 3: 433 µs per loop
    
    timing xrange()
    1000 loops, best of 3: 350 µs per loop

Python 3

print('Python', python_version())
    print('ntiming range()')
    %timeit test_range(n)
    
    Python 3.4.1
    timing range()
    1000 loops, best of 3: 520 µs per loop
    
    print(xrange(10))
    ---------------------------------------------------------------------------
    NameError Traceback (most recent call last)
    in ()
    ----> 1 print(xrange(10))
    NameError: name 'xrange' is not defined

## Python 3中range对象的\_\_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。

Python 3

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)
    
    Python 3.4.1
    1 loops, best of 3: 742 ms per loop
    1000000 loops, best of 3: 1.19 µs per loop

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。

Python 2

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)
    
    Python 2.7.7
    1 loops, best of 3: 285 ms per loop
    1 loops, best of 3: 179 ms per loop
    1 loops, best of 3: 658 ms per loop
    1 loops, best of 3: 556 ms per loop

下面的代码证明了Python 2.x中没有\_\_contains\_\_方法：

Python 3

print('Python', python_version())
 range.__contains__
 
 Python 3.4.1
 <slot wrapper '__contains__' of 'range' objects

Python 2

print('Python', python_version())
 range.__contains__
 
 Python 2.7.7
 ---------------------------------------------------------------------------
 AttributeError Traceback (most recent call last)
 <ipython-input-7-05327350dafb> in <module>()
 1 print 'Python', python_version()
 ----> 2 range.__contains__
 AttributeError: 'builtin_function_or_method' object has no attribute '__contains__'
 
 print('Python', python_version())
 xrange.__contains__
 
 Python 2.7.7
 ---------------------------------------------------------------------------
 AttributeError Traceback (most recent call last)
 in ()
 1 print 'Python', python_version()
 ----> 2 xrange.__contains__
 AttributeError: type object 'xrange' has no attribute '__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。

Python

def test_while():
     i = 0
     while i < 20000:
         i += 1
     return

Python 3

print('Python', python_version())
    %timeit test_while()
    
    Python 3.4.1
    %timeit test_while()
    100 loops, best of 3: 2.68 ms per loop

Python 2

print 'Python', python_version()
    %timeit test_while()
    
    Python 2.7.6
    1000 loops, best of 3: 1.72 ms per loop

## 触发异常 ##

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

Python 2

print 'Python', python_version()
 Python 2.7.6
 
 raise IOError, "file error"
 ---------------------------------------------------------------------------
 IOError Traceback (most recent call last)
 <ipython-input-8-25f049caebb0> in <module>()
 ----> 1 raise IOError, "file error"
 IOError: file error
 
 raise IOError("file error")
 ---------------------------------------------------------------------------
 IOError Traceback (most recent call last)
 <ipython-input-9-6f1c43f525b2> in <module>()
 ----> 1 raise IOError("file error")
 IOError: file error

Python 3

print('Python', python_version())
 Python 3.4.1
 
 raise IOError, "file error"
 File "<ipython-input-10-25f049caebb0>", line 1
 raise IOError, "file error"
 ^
 SyntaxError: invalid syntax
 The proper way to raise an exception in Python 3:
 
 print('Python', python_version())
 raise IOError("file error")
 Python 3.4.1
 ---------------------------------------------------------------------------
 OSError Traceback (most recent call last)
 <ipython-input-11-c350544d15da> in <module>()
 1 print('Python', python_version())
 ----> 2 raise IOError("file error")
 OSError: file error

## 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

print 'Python', python_version()
    try:
        let_us_cause_a_NameError
    except NameError, err:
        print err, '--> our error message'
    
    Python 2.7.6
    name 'let_us_cause_a_NameError' is not defined --> our error message

Python 3

print('Python', python_version())
    try:
        let_us_cause_a_NameError
    except NameError as err:
        print(err, '--> our error message')
    
    Python 3.4.1
    name 'let_us_cause_a_NameError' is not defined --> 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

print 'Python', python_version()
    my_generator = (letter for letter in 'abcdefg')
    next(my_generator)
    my_generator.next()
    
    Python 2.7.6
    'b'

Python 3

print('Python', python_version())
 my_generator = (letter for letter in 'abcdefg')
 next(my_generator)
 
 Python 3.4.1
 'a'
 
 my_generator.next()
 ---------------------------------------------------------------------------
 AttributeError Traceback (most recent call last)
 <ipython-input-14-125f388bb61b> in <module>()
 ----> 1 my_generator.next()
 AttributeError: 'generator' object has no attribute 'next'

## for循环变量与全局命名空间泄漏 ##

好消息是：在Python 3.x中，for循环中的变量不会再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

print 'Python', python_version()
    i = 1
    print 'before: i =', i
    print 'comprehension: ', [i for i in range(5)]
    print 'after: i =', i
    
    Python 2.7.6
    before: i = 1
    comprehension: [0, 1, 2, 3, 4]
    after: i = 4

Python 3

print('Python', python_version())
    i = 1
    print('before: i =', i)
    print('comprehension:', [i for i in range(5)])
    print('after: i =', i)
    
    Python 3.4.1
    before: i = 1
    comprehension: [0, 1, 2, 3, 4]
    after: i = 1

## 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

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 2.7.6
    [1, 2] > 'foo' = False
    (1, 2) > 'foo' = True
    [1, 2] > (1, 2) = False

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))
 
 Python 3.4.1
 ---------------------------------------------------------------------------
 TypeError Traceback (most recent call last)
 <ipython-input-16-a9031729f4a0> in <module>()
 1 print('Python', python_version())
 ----> 2 print("[1, 2] > 'foo' = ", [1, 2] > 'foo')
 3 print("(1, 2) > 'foo' = ", (1, 2) > 'foo')
 4 print("[1, 2] > (1, 2) = ", [1, 2] > (1, 2))
 TypeError: unorderable types: list() > str()

## 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

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'>

## 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

print 'Python', python_version()
 print range(3)
 print type(range(3))
 
 Python 2.7.6
 [0, 1, 2]
 <type 'list'>

Python 3

print('Python', python_version())
 print(range(3))
 print(type(range(3)))
 print(list(range(3)))
 
 Python 3.4.1
 range(0, 3)
 <class 'range'>
 [0, 1, 2]

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

[http_www.captainbed.net]: http://www.captainbed.net/troubleshooter