索引范围对象时是否使用迭代协议？

Question

由于范围对象按需生成值，这是否意味着只要范围被索引，迭代协议就会被调用到该索引？

我的意思是什么时候：

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

既然R[5]没有存储在内存中，是不是每次都通过创建一个新的迭代器来计算？如果不是，如何索引范围对象？

Answer 1

没有。不是。

但是range同时支持迭代协议和索引（通过getitem）

Answer 2

这里没有创建迭代器，也没有迭代发生。 range 对象的实现使得 Python 在恒定时间内按需计算 R[5] 的值。¹

如果索引 i 不是负数，则计算归结为：

i * step + start

因此，对于您的代码 R[5]，这将是 5*1 + 1，即 6。

如果索引i为负数，则先将R的长度加到i上，然后再计算值：

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

Python-内部

当您编写 R[5] 时，此 Python 语法最终会转换为对 PyObject_GetItem 的调用，它会检查对象 R 以了解它应该如何继续在索引 5 找到项目。

PyObject_GetItem首先检查这个结构的tp_as_mapping slot of the range type. This is not null; it holds a reference to a struct called range_as_mapping. PyObject_GetItem then checks to see what is in the mp_subscript field：

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

正如您在上面的代码片段中看到的，它发现 range_subscript 函数占据了 mp_subscript 字段。²

现在 range_subscript 检查传递给它的参数（R 和 5）来决定请求的是单个索引还是切片。整数 5 意味着只需要一个索引，因此该函数将值的计算委托给 compute_range_item。如本答案第一部分所述，此函数执行 return 整数 6 的计算。

¹ 我假设您使用的是 CPython：其他 Python 实现可能会以不同方式实现 range 对象。

² 如果你要调用 len(R)，你可以看到 mp_length 中的内部函数被调用来计算 [=19 的长度=]（参见）。

索引范围对象时是否使用迭代协议？

Is the iteration protocol used when indexing a range object?

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