Функция range в Python
Range — это встроенная функция Python, которая возвращает итерируемый объект ( range object ), содержащий целые числа. С помощью функция range() можно сгенерировать последовательность чисел с определенным шагом — далее их можно легко перебирать с помощью цикла for .
В статье подробно рассказываю, как работает range() , чем отличается её реализация в Python 2 и Python 3, а также приведу практические примеры использования.
Синтаксис
Функцию range() можно использовать с одним или несколькими параметрами. В документации Python синтаксис выглядит следующим образом:
class range(stop) # с одним параметров class range(start, stop[, step]) # с несколькими параметрами
- start — начало последовательности [включительно] (не обязательный параметр, по умолчанию равен 0).
- stop — задает точку остановки последовательности [значение не включено в последовательность] (обязательный параметр).
- step — шаг последовательности (не обязательный параметр, по умолчанию равен 1).
Функция range() возвращает объект класса range :
# от 0 до stop (не включая значение stop) for i in range(7): print(i, end=’ ‘) > 0 1 2 3 4 5 6 # от start до stop for i in range(4, 11): print(i, end=’ ‘) > 4 5 6 7 8 9 10 # от start до stop с шагом step for i in range(4, 11, 2): print(i, end=’ ‘) > 4 6 8 10 # последовательность в обратном порядке (не включая значение stop) for i in range(10, 0, -1): print(i, end=’ ‘) > 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
☝️ При работе с range() важно помнить следующее:
- Значение stop не входит в последовательность;
- Все аргументы функции должны быть целыми числами (положительными или отрицательными);
- При отрицательном шаге step нужно помнить, что значение start должно быть больше значения stop ;
- Значение step не должно быть равно 0, иначе Python вызовет исключение » ValueError «.
📃 Более подробное описание функции можно посмотреть в официальной документации или через help(«range») :
class range(object) | range(stop) -> range object | range(start, stop[, step]) -> range object | | Return an object that produces a sequence of integers from start (inclusive) | to stop (exclusive) by step. range(i, j) produces i, i+1, i+2, . j-1. | start defaults to 0, and stop is omitted! range(4) produces 0, 1, 2, 3. | These are exactly the valid indices for a list of 4 elements. | When step is given, it specifies the increment (or decrement). | .
for i in range
Чаще всего range() используется в циклах for .
Основной кейс — выполнение цикла N-раз:
for i in range(3): print(f»iteration #») > iteration #1 > iteration #2 > iteration #3
С помощью range() можно перебрать все значения в последовательности:
str = ‘abcdef’ for i in range(len(str)): print(str[i], end=’ ‘) > a b c d e f
Или найти сумму первых 10-ти целых чисел.
s = 0 for i in range(11): # от 0 до 9 (11 не входит в последовательность) s += i print(s) > 55
А так можно перебрать значения последовательности через одного:
s = ‘a1b2c3d4e5f6g7h8′ for i in range(0, len(s), 2): print(s[i], end=’ ‘) > a b c d e f g h
С помощью функции range() можно организовать сдвиг букв в слове на одну позицию и получить все возможные варианты такого сдвига:
s = ‘питон’ for i in range(len(s)): s = s[1:] + s[:1] print(s, end=’ ‘) > итонп тонпи онпит нпито питон
Или получить все числа из заданного диапазона, делящиеся на любое нужное. Например, напечатаем таблицу умножения на 8:
count = 1 for i in range(8, 80, 8): print(count, ‘ * 8 = ‘, i) count += 1 > 1 * 8 = 8 > 2 * 8 = 16 > 3 * 8 = 24 > 4 * 8 = 32 > 5 * 8 = 40 > 6 * 8 = 48 > 7 * 8 = 56 > 8 * 8 = 64 > 9 * 8 = 72
Операции с range
Объект range поддерживает все операции, доступные последовательностям (кроме сложения и умножения):
>>> numbers = range(13) >>> numbers[3] # обращение к конкретному элементу 3 >>> 3 in numbers # проверка на вхождение в диапазон True >>> numbers[:4] # срез диапазона range(0, 4) >>> len(numbers) # длина диапазона 13 >>> min(numbers) # минимальный элемент диапазона 0 >>> max(numbers) # максимальный элемент диапазона 12 >>> numbers = range(0, 13, 2) >>> numbers.index(6) # индекс (позиция) числа в диапазоне 3
Также объект range можно привести к списку ( list ) или множеству ( set ):
>>> numbers = range(13) >>> numbers_list = list(numbers) >>> type(numbers_list) >>> numbers_list [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12] >>> numbers_set = set(numbers) >>> type(numbers_set) >>> numbers_set
range и тип float
По умолчанию функция range() позволяет использовать только целые числа в качестве параметров. Если вы передадите значение с плавающей точкой, то Python вызовет исключение TypeError :
numbers = range(1.5) print(numbers) > Traceback (most recent call last): File «test.py», line 1, in numbers = range(1.5) TypeError: ‘float’ object cannot be interpreted as an integer
Чтобы сгенерировать последовательность из чисел с плавающей точкой, можно использовать стороннюю библиотеку NymPy (её нужно предварительно установить). В ней есть функция arange() , похожая на стандартную range() :
import numpy as np float_numbers = np.arange(4.6, 5.8, 0.3) print(float_numbers) > [4.6 4.9 5.2 5.5 5.8]
Если вы не хотите устанавливать библиотеку NymPy, то можно написать собственную функцию, например так:
Отличия между range в python2 и python3
Range() в Python2 и Python3 — это разные функции, которые отличаются друг от друга.
В Python2 функция range() возвращает объект list , то есть она выдает все числа сразу и помещает из в оперативную память. Поэтому, при генерации длинных последовательностей, увеличивается расход памяти и время работы.
Функция xrange() в Python2 и range() в Python3 не генерируют вся последовательность чисел сразу, а выдают нужные значения по мере необходимости, при переходе к следующей итерации цикла.
Таким образом, xrange() используемая в Python2 и range() в Python3 являются аналогами.
Best Practices
range в обратном порядке (python reverse range)
Получить последовательность в обратном порядке можно с помощью отрицательного аргумента step :
reversed_range = range(5, 0, -1) # start = 5, stop = 0, step = -1 for i in reversed_range: print(i, end=’ ‘) > 5 4 3 2 1
Обратите внимание, что start > stop , и stop не входит в последовательность.
range включительно
По умолчанию, значение из переменной stop не входит в последовательность. Чтобы это исправить, к stop прибавьте step :
step = 2 numbers = range(2, 10 + step, step) for i in numbers: print(i, end=’ ‘) > 2 4 6 8 10
range до бесконечности
Так как у функции range() есть обязательный параметр stop , бесконечный цикл сделать не получится.
Но это можно сделать через itertools :
import itertools import time for i in itertools.count(): print(f»iter -> «) time.sleep(1) > iter -> 0 > iter -> 1 > iter -> 2 > .
Или через бесконечный цикл while :
import time i = 0 while True: print(f»iter -> «) i += 1 time.sleep(1) > iter -> 0 > iter -> 1 > iter -> 2 > .
range → в список (list) или множество (set)
С помощью range можно сгенерировать список ( list ):
num_set = list(range(1, 11, 2)) # список целых чисел print(num_set) > [1, 3, 5, 7, 9]
natural_num_set = set(range(1, 11)) # множество натуральных чисел от 1 до 10 print(natural_num_set) >
Функция range() генерирует последовательность целых чисел и обычно используется для организации перебора в циклах for . При этом аргументами могут быть только целые числа, использование типов float, string и других недопустимо. Передаваемые значения могут быть как положительные, так и отрицательные, но step не может быть равен нулю.
Функция range#
Функция range возвращает неизменяемую последовательность чисел в виде объекта range.
range(stop) range(start, stop[, step])
- start — с какого числа начинается последовательность. По умолчанию — 0
- stop — до какого числа продолжается последовательность чисел. Указанное число не включается в диапазон
- step — с каким шагом растут числа. По умолчанию 1
Функция range хранит только информацию о значениях start, stop и step и вычисляет значения по мере необходимости. Это значит, что независимо от размера диапазона, который описывает функция range, она всегда будет занимать фиксированный объем памяти.
Самый простой вариант range — передать только значение stop:
In [1]: range(5) Out[1]: range(0, 5) In [2]: list(range(5)) Out[2]: [0, 1, 2, 3, 4]
Если передаются два аргумента, то первый используется как start, а второй — как stop:
In [3]: list(range(1, 5)) Out[3]: [1, 2, 3, 4]
И чтобы указать шаг последовательности надо передать три аргумента:
In [4]: list(range(0, 10, 2)) Out[4]: [0, 2, 4, 6, 8] In [5]: list(range(0, 10, 3)) Out[5]: [0, 3, 6, 9]
С помощью range можно генерировать и убывающие последовательности чисел:
In [6]: list(range(10, 0, -1)) Out[6]: [10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1] In [7]: list(range(5, -1, -1)) Out[7]: [5, 4, 3, 2, 1, 0]
Для получения убывающей последовательности надо использовать отрицательный шаг и соответственно указать start — большим числом, а stop — меньшим.
В убывающей последовательности шаг тоже может быть разным:
In [8]: list(range(10, 0, -2)) Out[8]: [10, 8, 6, 4, 2]
Функция поддерживает отрицательные значения start и stop:
In [9]: list(range(-10, 0, 1)) Out[9]: [-10, -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1] In [10]: list(range(0, -10, -1)) Out[10]: [0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9]
Объект range поддерживает все операции, которые поддерживают последовательности в Python, кроме сложения и умножения.
Проверка, входит ли число в диапазон, который описывает range:
In [11]: nums = range(5) In [12]: nums Out[12]: range(0, 5) In [13]: 3 in nums Out[13]: True In [14]: 7 in nums Out[14]: False
Начиная с версии Python 3.2, эта проверка выполняется за постоянное время (O(1)).
Можно получить конкретный элемент диапазона:
In [15]: nums = range(5) In [16]: nums[0] Out[16]: 0 In [17]: nums[-1] Out[17]: 4
In [18]: nums = range(5) In [19]: nums[1:] Out[19]: range(1, 5) In [20]: nums[:3] Out[20]: range(0, 3)
Можно получить длину диапазона:
In [21]: nums = range(5) In [22]: len(nums) Out[22]: 5
А также минимальный и максимальный элемент:
In [23]: nums = range(5) In [24]: min(nums) Out[24]: 0 In [25]: max(nums) Out[25]: 4
Кроме того, объект range поддерживает метод index:
In [26]: nums = range(1, 7) In [27]: nums.index(3) Out[27]: 2