Python range() 函数:浮点数、列表、For 循环示例

⚡ 智能摘要

Python range() 是一个内置函数,它生成一个从起始值到停止值(但不包含停止值)的不可变整数序列,可以使用可选的步长来控制增量。

  • 🔘 语法: range(start, stop, step) 最多接受三个整数参数,其中 start 默认为 0,step 默认为 1。
  • ☑️ 独家报道: 该序列总是在停止索引前一个值停止,因此 range(5) 的结果为 0 到 4。
  • 步进控制: 正向步长会增加数值,而负向步长则会反向计数,以实现相反的范围。
  • 🧪 类型限制: 只接受整数,因此浮点数或字符串参数会引发 TypeError。
  • 🛠️ NumPy浮点数: NumPy 的 arange() 函数将 range() 函数的行为扩展到了浮点序列。
  • 🤖 人工智能工作流程: 机器学习代码依赖于 range() 来迭代训练轮数、小批量和超参数网格。

Python range() 函数

什么是 Python 范围?

Python range() 是一个内置函数,可用于 Python ,来自 Python (3.x),它根据给定的起始和终止索引给出一个数字序列。如果没有给出起始索引,则索引被视为 0,并且它会将值增加 1,直到终止索引。

例如,range(5) 将输出值 0、1、2、3、4。 Python range() 是一个非常有用的命令,主要用于需要使用迭代器进行迭代的情况。 for循环.

句法

range() 函数的语法如下所示:

range(start, stop, step)

参数

  • 开始: (可选)起始索引是一个整数,如果未给出,则默认值为 0。
  • 停: 停止索引决定了范围函数停止的值。它是范围函数的必需输入参数。最后一个值始终比停止值小 1。
  • 步: (可选)步长值是指范围内的下一个数字需要递增的数值;默认值为 1。

返回值

返回值是从给定开始到停止索引的一系列数字。

Python range() 函数和历史

Python range() 是从 Python 版本 3;在此之前,函数是 xrange()。

range() 和 xrange() 都用于生成数字序列。

以下是 range() 和 xrange() 之间的区别:

范围() 范围()
range() 给出数字序列并返回数字列表。 xrange() 函数提供一个生成器对象,需要在 for 循环中循环以获取值。
range() 返回一个列表。 xrange() 返回一个生成器对象。
与 xrange() 相比,range() 方法使用更多的内存,因为必须存储返回的列表。 由于 xrange() 返回的是一个生成器对象,它不会立即给出值,必须在 for 循环中使用才能获得值。
内存使用量较大,因此处理海量数据集时代码执行速度较慢。 使用 xrange() 代码执行速度更快。

使用 range()

此示例显示如何使用 range() 打印从 0 到 9 的值。

range 中使用的值为 10,因此输出为 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9。

由于没有给出起始值,因此起始值被视为 0,最后一个值到 9。最后一个值总是比给定值少 1,即停止值 - 1。

for i in range(10):
    print(i, end =" ")

输出:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

在 range() 中使用 start 和 stop

在代码中,起始值为 3,终止值为 10。这里起始索引为 3,因此数字序列将从 3 开始,直到终止值。序列中的最后一个值比终止值小 1,即 10-1 = 9。

for i in range(3, 10):
    print(i, end =" ")

输出:

3 4 5 6 7 8 9

使用启动、停止和步骤

起始值为 3,因此数字序列将从 3 开始。终止值为 10,因此数字序列将在 (10-1) 处终止,即 9。步长为 2,因此序列中的每个值都将递增 2。如果未指定步长值,则步长的默认值为 1。

for i in range(3, 10, 2):
    print(i, end =" ")

输出:

3 5 7 9

到目前为止,我们已经了解了 range() 函数如何返回给定停止值后的递增值。现在让我们尝试一个例子,获取给定范围内的递减值。

使用正步长递增范围内的值。

range() 函数中的 step 参数可用于递增或递减数值。默认值为正数 1,因此始终返回递增的数值。

如果想要输出递增的值,则步长值必须为正数。

for i in range(1, 30, 5):
    print(i, end =" ")

输出:

1 6 11 16 21 26

Reverse 范围:使用负步长递减数值

range() 函数中的 step 参数值为负数时,可以获取递减的值。在下面的示例中,step 值为负数,因此输出值将从给定的范围值中递减。

for i in range(15, 5, -1):
    print(i, end =" ")

输出:

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6

起始值为 15,终止值为 5,步长值为负数,即 -1。根据以上输入,range() 函数将从 15 开始递减该值,直到达到终止值,但这里的区别在于最后一个值将是终止值 + 1。

使用浮点数 Python 范围()

现在让我们使用浮点数来处理 range()。

计费示例:

for i in range(10.5):
    print(i, end =" ")

在上面的例子中,我们使用的停止值为 10.5。

输出是:

Traceback (most recent call last):
  File "python_range.py", line 1, in <module>
    for i in range(10.5):
TypeError: 'float' object cannot be interpreted as an integer

Python 因为 range() 函数不支持浮点数作为起始值、停止值和步长,所以会产生错误。

使用 for 循环 Python 范围()

在这个例子中,我们将使用一个数字数组,并看看如何使用 range() 在 for 循环中遍历该数组。

计费示例:

arr_list = ['Mysql', 'Mongodb', 'PostgreSQL', 'Firebase']

for i in range(len(arr_list)):
    print(arr_list[i], end =" ")

输出:

MysqlMongodb PostgreSQL Firebase

在上面的例子中,我们使用 len(arr_list) 作为停止值。for 循环会一直迭代到停止值,也就是数组的长度,由于 arr_list 中有四个元素,所以停止值为 4。起始值为 0,步长为 1,因此循环次数从 0 开始,到 3 结束,也就是数组长度减 1,即 4 - 1 = 3。

运用 Python range() 作为列表

在此示例中将看到如何将范围的输出用作列表。

计费示例:

print(list(range(10)))

输出:

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

您可以看到输出是列表格式。无需循环 range(),使用 list() 方法我们可以直接将输出从范围转换为列表格式。

在 python range() 中使用字符

到目前为止,我们在 python range() 中使用了整数。我们还看到 python range 不支持浮点数。让我们尝试看看使用字符时的输出。

计费示例:

for c in range ('z'):
        print(c, end =" ")

输出:

Traceback (most recent call last):
  File "python_range.py", line 1, in <module>
    for c in range ('z'):
TypeError: 'str' object cannot be interpreted as an integer

它引发一个错误,提示字符串不能解释为整数。

要获取字母列表,您可以自定义代码并获得所需的输出,如下所示:

计费示例:

def get_alphabets(startletter, stopletter, step):
    for c in range(ord(startletter.lower()), ord(stopletter.lower()), step):
        yield chr(c)

print(list(get_alphabets("a", "h", 1)))

输出:

['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']

如何访问范围元素

您可以使用 for 循环从范围中获取值,或者使用索引从 range() 访问元素。

使用 for 循环

计费示例:

for i in range(6):
    print(i)

输出:

0
1
2
3
4
5

使用索引

索引与范围一起使用以获取该位置可用的值。如果范围值为 5,则要获取起始值,可以使用 range(5)[0] 和下一个值 range(5)[1] 等等。

计费示例:

startvalue = range(5)[0] 
print("The first element in range is = ", startvalue) 

secondvalue = range(5)[1] 
print("The second element in range is = ", secondvalue) 

lastvalue = range(5)[-1]
print("The first element in range is = ", lastvalue)

输出:

The first element in range is =  0
The second element in range is =  1
The first element in range is =  4

使用 list()

此方法将打印 range() 中的所有元素。使用 list() 它将以列表格式返回 range() 中的元素。

计费示例:

print(list(range(10)))

输出:

 [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

它给出给定范围的列表输出。

示例:使用 range() 获取偶数

使用 range() 函数可以获取指定范围内所有偶数的列表。range() 函数的参数为​​:起始值 2,终止值 20,步长 2,因此数值将以 2 为增量递增,直到终止值减 2,从而返回偶数。

计费示例:

for i in range(2, 20, 2):
    print(i, end =" ")

输出:

2 4 6 8 10 12 14 16 18

合并两个范围()输出

在这个例子中,我们将借助 itertools 模块的 chain() 函数连接两个 range() 函数。

计费示例:

from itertools import chain

print("Merging two range into one")
frange =chain(range(10), range(10, 20, 1))
for i in frange:
    print(i, end=" ")

输出:

Merging two range into one
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

在 NumPy 中使用 range()

NumPy 模块有一个 arange() 函数,它的功能和输出结果与 range() 类似。arange() 函数接受的参数与 range() 相同。

语法:

arange(start, stop, step)

要使用 NumPy,请按照以下步骤操作。

第四步:导入 NumPy 模块

import numpy

如果在执行过程中出现错误提示找不到 numpy 模块,则需要按照步骤 2 所示安装该模块。

第四步安装 NumPy

pip install numpy

第四步:使用 NumPy 的 arange() 工作示例

import numpy as np

for  i in np.arange(10):
   print(i, end =" ")  

输出:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

使用 NumPy arange() 的浮点数

使用 range() 无法获取浮点序列,但可以使用 NumPy arange() 实现。

计费示例:

我们希望的范围是 0.5 到 1.5。数值将以 0.2 为增量递增。

import numpy as np

for  i in np.arange(0.5, 1.5, 0.2):
   print(i, end =" ")  

输出:

0.5 0.7 0.8999999999999999 1.0999999999999999 1.2999999999999998

输出结果有点奇怪;部分浮点数显示了 16 位小数。这是因为将十进制浮点数存储为二进制格式比较复杂。您也可以根据需要对数值进行四舍五入,并将其限制为所需的小数位数。

常见问题

In Python 3. `range()` 返回的是一个惰性的、不可变的范围对象,而不是列表。它会按需生成数字。如果需要实际的列表,请将其包装在 `list(range(n))` 中。 Python 2 返回了完整列表。

止标值是独占的,因此 `range(len(items))` 可以清晰地映射到从零开始的索引。要包含端点,请将止标值加 1,例如 `range(1, 11)` 表示从 1 计数到 10。

不。调用 range(0, 10, 0) 会引发 ValueError:range() 的第三个参数不能为零,因为零步长永远无法到达停止值,从而导致无限循环。请改用正数或负数步长。

`range()` 函数拒绝浮点数,但列表推导式可以缩放整数:`[x * 0.5 for x in range(0, 6)]` 可以生成 0.0 到 2.5 之间的整数。这样既避免了导入 NumPy,又能保持步进值不变。ping 通过十进制值。

是的。范围对象只存储起始值、终止值和步长值,所以 range(1000000) 和 range(10) 占用的内存量相同,都非常小且恒定。迭代过程中,每个值都是逐个计算的。

使用 in 运算符:5 in range(0, 10) 返回 True。对于 range 对象, Python 它使用快速算术在恒定时间内执行此成员资格测试,而不是扫描每个元素,因此即使在大范围内也能保持高效。

机器学习代码使用 `range()` 函数来遍历训练轮数、迭代小批量数据并构建超参数网格。NumPy 的 `arange()` 和 `linspace()` 函数则扩展了这一功能,使其能够处理浮点数范围,用于人工智能实验中常见的学习率调整和阈值扫描。

是的。像 GitHub Copilot 这样的 AI 编码助手可以根据注释或函数名自动补全基于 range() 的循环,而智能工具可以将索引循环重构为更简洁的 enumerate() 或列表推导式模式,尽管生成的边界仍然需要快速审查。

总结一下这篇文章: