upd:

18.03.2024

38.7K

Функция range в Python

Содержание

Синтаксис
for i in range
Операции с range
range и тип float
Отличия между range в python2 и python3
Best Practices

range в обратном порядке (python reverse range)
range включительно
range до бесконечности
range → в список (list) или множество (set)

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

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.