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Python 2.7.x 和 3.x 版本的重要区别

许多Python初学者都会问:我应该学习哪个版本的Python。对于这个问题,我的回答通常是“先选择一个最适合你的Python教程,教程中使用哪个版本的Python,你就用那个版本。等学得差不多了,再来研究不同版本之间的差别”。

但如果想要用Python开发一个新项目,那么该如何选择Python版本呢?我可以负责任的说,大部分Python库都同时支持Python 2.7.x和3.x版本的,所以不论选择哪个版本都是可以的。但为了在使用Python时避开某些版本中一些常见的陷阱,或需要移植某个Python项目时,依然有必要了解一下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。

下表列出了__future__中其他可导入的特性:

特性 可选版本 强制版本   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

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

示例:

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Python2的形式不带括号调用print函数时,会触发SyntaxError。

Python 2:

Python 3:

File “<ipython-input-3-139a7c5835bd>”, line 1
print ‘Hello, World!’
^
SyntaxError: invalid syntax

注意:

在Python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 2.7.7
(‘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

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

Python 3

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bytearrays。

Python 2

Python 2.7.6

<type ‘unicode’>

<type ‘str’>

they are really the same

<type ‘bytearray’>

Python 3

Python 3.4.1
strings are now utf-8 μnicoΔé!

Python 3.4.1 has <class ‘bytes’>

and Python 3.4.1 also has <class ‘bytearray’>

—————————————————————————
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无尽的,意味着可能在这个xrange上无限迭代。

由于xrange的“惰性求知“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 2

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

Python 3.4.1

timing range()
1000 loops, best of 3: 520 µs per loop

—————————————————————————
NameError Traceback (most recent call last)
in ()
—-> 1 print(xrange(10))

NameError: name ‘xrange’ is not defined
Python 3中的range对象中的__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 3.4.1
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 2.7.6
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__contain__方法:

Python 3.4.1
<slot wrapper ‘__contains__’ of ‘range’ objects

Python 2.7.6

—————————————————————————
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__’

Python 2.7.6

—————————————————————————
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 3.4.1
%timeit test_while()
100 loops, best of 3: 2.68 ms per loop

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只接受带括号的的语法(不然会触发SyntaxError):

Python 2

Python 2.7.6

—————————————————————————
IOError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-8-25f049caebb0> in <module>()
—-> 1 raise IOError, “file error”

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

File “<ipython-input-10-25f049caebb0>”, line 1
raise IOError, “file error”
^
SyntaxError: invalid syntax
The proper way to raise an exception in Python 3:


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


Python 2.7.6
name ‘let_us_cause_a_NameError’ is not defined –> our error message

Python 3


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


Python 2.7.6
‘b’

Python 3


Python 3.4.1
‘a’

—————————————————————————
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循环中的变量不再会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


Python 2.7.6
before: i = 1
comprehension: [0, 1, 2, 3, 4]
after: i = 4

Python 3

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


Python 2.7.6
[1, 2] > ‘foo’ = False
(1, 2) > ‘foo’ = True
[1, 2] > (1, 2) = False

Python 3


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 3


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


Python 2.7.6
[0, 1, 2]
<type ‘list’>

Python 3



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

我个人学习Python用的是2.7.6,毕竟这个版本是正式用来开发的。推荐的书籍呢就是《Python核心编程》(第二版)

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