列表嵌套场景下三种数值范围判断写法的效率对比及原因分析

场景说明：需对嵌套列表中的数千条数据执行条件判断，禁止使用DataFrame或其他高级数据结构，判断逻辑为校验数值是否处于≥10且≤20的区间。

咱们直接对比三种写法的效率，先把三个写法列出来：

• 写法一：if n >= 10 and n <= 20: expression
• 写法二：if 10 <= n <= 20: expression
• 写法三：if n in range(10, 21): expression

效率排序（从快到慢）：写法二 > 写法一 > 写法三 #

具体原因解析 #

1. 写法二（连续比较）：最优选择
   说白了，Python对连续比较语法做了专门的优化——它只会对n求值一次，然后依次完成10 <= n和n <=20的判断，底层字节码就是两次直接的数值比较，没有任何额外的函数调用、对象创建或者逻辑跳转开销，完全是轻量化的原生操作，几千次循环下来，效率优势很明显。

2. 写法一（逻辑与连接两次比较）：略逊一筹
   逻辑上和写法二完全等价，但Python会先计算n >=10得到布尔值，再计算n <=20，最后做一次逻辑与判断。字节码层面多了一步逻辑与的操作，虽然单次开销极小，但几千次累积下来，会比写法二慢一点点，不过差距其实不大。

3. 写法三（range成员判断）：效率最低
   别被它的简洁迷惑了，这里有两个核心问题：

• 首先，每次判断时如果新建range(10,21)对象，虽然这个对象很小，但依然有创建开销；就算你提前把range对象存起来复用，n in range(...)的操作依然要调用range的__contains__方法，里面会做边界检查、步长验证（哪怕步长是默认的1）等额外逻辑，比直接的数值判断复杂得多。
• 另外，这个写法只适用于整数判断，如果n是浮点数，直接就会失效——因为range只生成整数序列。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者porrrwal