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 Pyton синтаксис выглядит следующим образом:

class range(stop) # с одним параметров class range(start, stop[, step]) # с несколькими параметрами

У функции 3 параметра:

  • 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:

print(type(range(3))) > <class 'range'>

💁‍♂️ Примеры:

# 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 #{i + 1}") > 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) <class 'list'> >>> numbers_list [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12] >>> numbers_set = set(numbers) >>> type(numbers_set) <class 'set'> >>> numbers_set {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}

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 <module> 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:

def f_range(start, stop, step): while start < stop: yield round(float(start), 1) start += step print(list(f_range(4.6, 5.8, 0.3))) > [4.6, 4.9, 5.2, 5.5, 5.8]

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 -> {i}") time.sleep(1) > iter -> 0 > iter -> 1 > iter -> 2 > ...

Или через бесконечный цикл while:

import time i = 0 while True: print(f"iter -> {i}") 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]

Или сгенерировать множество (set):

natural_num_set = set(range(1, 11)) # множество натуральных чисел от 1 до 10 print(natural_num_set) > {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}

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.

😭
😕
😃
😍
закрыть