__future__模块

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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。

1
from __future__ import division

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：

1
from platform import python_version

print函数

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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

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

Python 3

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print('Python', python_version())
print('Hello, World!')
  
print("some text,", end="")
print(' print more text on the same line')
1
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Python 3.4.1
Hello, World!
some text, print more text on the same line
1
print 'Hello, World!'
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。

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

('a', 'b')

a b

整数除法

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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

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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

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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

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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

1
print 'Python', python_version()
 
Python 2.7.6
1
print type(unicode('this is like a python3 str type'))
 
<type 'unicode'>
1
print type(b'byte type does not exist')
 
<type 'str'>
1
print 'they are really' + b' the same'
 
they are really the same
1
print type(bytearray(b'bytearray oddly does exist though'))
 
<type 'bytearray'>

Python 3

1
2
print('Python', python_version())
print('strings are now utf-8 u03BCnicou0394é!')
 
Python 3.4.1

strings are now utf-8 μnicoΔé!
1
2
print('Python', python_version(), end="")
print(' has', type(b' bytes for storing data'))
 
Python 3.4.1 has <class 'bytes'>
1
2
print('and Python', python_version(), end="")
print(' also has', type(bytearray(b'bytearrays')))
 
and Python 3.4.1 also has <class 'bytearray'>
1
'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

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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）。

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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

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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

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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
1
print(xrange(10))
 
---------------------------------------------------------------------------

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。

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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。

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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__contain__方法：

1
2
print('Python', python_version())
range.__contains__
 
Python 3.4.1

<slot wrapper '__contains__' of 'range' objects
1
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__'
1
2
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。

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def test_while():
 i = 0
 while i < 20000:
  i += 1
 return
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print('Python', python_version())
%timeit test_while()
 
Python 3.4.1

%timeit test_while()

100 loops, best of 3: 2.68 ms per loop
1
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

[回到目录]

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

1
print 'Python', python_version()
 
Python 2.7.6
1
raise IOError, "file error"
 
---------------------------------------------------------------------------

IOError Traceback (most recent call last)

<ipython-input-8-25f049caebb0> in <module>()

----> 1 raise IOError, "file error"

IOError: file error
1
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

1
print('Python', python_version())
 
Python 3.4.1
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:
1
2
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

[回到目录]

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

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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

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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

[回到目录]

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

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

'b'

Python 3

1
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print('Python', python_version())
my_generator = (letter for letter in 'abcdefg')
next(my_generator)
 
Python 3.4.1

'a'
1
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

[回到目录]

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

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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

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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

[回到目录]

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

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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

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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

[回到目录]

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

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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

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8
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

[回到目录]

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

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print 'Python', python_version()
  
print range(3)
print type(range(3))
 
Python 2.7.6

[0, 1, 2]

<type 'list'>

Python 3

1
2
3
4
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

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