Python range()函数--有代码实例的解释

在Python中，可以使用range() 函数来获得一个索引序列来循环一个可迭代的数据。你经常将range() 与for 循环结合使用。

在本教程中，你将学习使用range() 函数的不同方法 - 明确的开始和停止索引，自定义步长和负步长。

让我们开始吧。

了解 Python 的range() 函数

在研究使用range() 函数的不同方法之前，你必须了解它是如何工作的:

range() 函数返回一个范围对象。
当你迭代时，这个范围对象又返回序列中的连续项目

如上所述，range函数并不返回一个索引列表。相反，它返回一个范围对象，在你需要的时候返回指数。这使得它的内存效率也很高。

你可以用下面的一般语法来使用range() 函数:

range(start,stop,step)

当你把这个语法和一个循环结合起来使用时，你可以得到一个从start 到但不包括stop 的指数序列，步长为step 。

• 你必须指定所需的参数stop ，它可以是任何正整数。如果你指定一个浮点数来代替，你会遇到一个TypeError ，如图所示:

my_range = range(2.5)

• 如果你不指定start ，就会使用默认的起始索引0 。
• 如果你不指定step ，就会使用默认的步骤大小1 。

在随后的章节中，你将了解到使用range() 函数的不同方法。

如何使用Python的range() 函数来循环任何迭代器

正如上一节所提到的，你只需要一个正整数就可以使用range() 函数。语法如下所示:

range(stop)

你可以使用上面这行代码，从0 到stop-1 得到一个序列：0,1,2,3, ...,stop-1 。

▶考虑下面的例子，你以5为参数调用range() 。然后你使用for 循环通过返回的范围对象，以获得预期的索引0,1,2,3,4:

for index in range(5):
  print(index)
  
#Output
0
1
2
3
4

如果你还记得，Python 中所有的迭代对象都遵循零索引。这就是为什么使用range() 循环遍历可迭代对象很方便。

一个长度为len 的迭代表有0,1,2, ...,len-1 作为有效索引。因此，要遍历任何迭代表，你需要做的就是把stop 的值设置为等于len 。你将得到的序列 -0,1,2, ...,len-1 - 是有效指数的序列。

▶让我们举一个更有用的例子。你有一个列表my_list 。你可以通过知道它们的索引来访问列表中的所有项目，你可以使用range() 得到这些索引，如下所示:

my_list = ["Python","C","C++","JavaScript","Julia","Rust","Go"]
for index in range(len(my_list)):
  print(f"At index {index}, we have {my_list[index]}")

记住，你可以使用 Python 的内置函数len 来获得任何可迭代的长度。在上面的代码中，你既使用了有效的索引，又使用了这些有效索引的列表项。这里是输出结果。

请注意my_list 是7个项目的长度，而获得的索引是从0到6，正如预期的那样。

有时，你可能需要使用负整数来代替。在这种情况下，如果你只使用stop 参数，你将不会得到期望的输出，尽管代码没有抛出错误。

这是因为默认的start 值被假定为0 ，而你不能从0 向上数到-5:

for index in range(-5):
  print (index)
  
  
#Output
#NOTHING HERE

如何使用Python的range() 函数，并有明确的开始和结束索引

你可能不总是想从零开始。你可以通过将start 的值设置为你想开始的索引，从任何任意的索引开始。语法如下:

range(start,stop)

在这种情况下，你就可以得到这个序列。start,start + 1,start + 2, 以此类推，直到stop-1 。

▶在下面的例子中，你从10开始，一直数到但不包括15，步数为1:

for index in range(10,15):
  print(index)

#Output
10
11
12
13
14

在上一节中，你看到当你需要负整数时，只使用stop 参数是不行的。然而，当你明确指定start 和stop 指数时，你也可以用负整数工作。

在这个例子中，你想从-5开始向上计数，步长为1。请记住，计数会在比stop 索引少1的值上停止:

for index in range(-5,0):
  print(index)
  
#Output
-5
-4
-3
-2
-1

如何使用Python的range() 函数****和** 自定义步骤大小

有时，你可能想跨过一个可迭代的东西，访问每一个k-th 元素，而不是按顺序遍历它。这时可选的step 参数就派上用场了。一般的语法如下所示:

range(start,stop,step)

当你使用这种语法并循环通过范围对象时，你可以用大小为step 的跨度从start 到stop-1 。

• 你会得到这样的序列。start,start + step,start + 2*step, 以此类推，直到start + k*step ，这样start + k*step <stop 和start + (k+1)*step >stop 。

在下面的例子中，你想以2为单位从0到20。注意最后打印出来的索引是19。这是因为，如果你再走一步，你就会到21，这比20大。

永远记住，你得到的最后一个值可以尽可能地接近stop ，但绝对不能是stop

for index in range(1,20,2):
  print(index)

#Output
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19

如何使用Python的range() 函数， 并使用负的步长

到目前为止，你已经学会了用start 和stop 指数以及一个特定的步长来使用range() 函数，同时从start 向上数到stop 。

如果你需要从一个整数开始倒数，你可以为step 指定一个负值。一般的语法是：

range(start,stop,<negative_step>)

• 现在可以使用范围对象来返回一个序列，该序列从start 开始向下计数，步长为negative_step ，直到但不包括stop 。
• 返回的序列是start,start - negative_step,start - 2*negative_step, 以此类推，直到start - k*negative_step ，这样start - k*negative_step >stop 和start - (k+1)*negative_step <stop 。
• 负数的步长没有默认值--你必须设置negative_step = -1 ，使其涵盖每个数字的倒计时。

在这个例子中，你想从20开始倒数，步数为-2，所以序列是20、18、16，一直倒数到2。如果你再往下走2步，你就会碰到0，因为它比停止值1小：

for index in range(20,1,-2):
  print(index)
  
#Output
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2

很容易看出，start >stop ，才能够倒数：

for index in range(10,20,-1):
  print(index)
  
 #Ouput
 #Nothing is printed - the sequence is empty.

▶在上面的例子中，你尝试从10倒数到20，这是不可能的。而且你没有得到任何预期的输出。

如何使用Python的range() 和reversed() 函数来反转一个序列？

如果你需要以相反的顺序访问一个可迭代的元素，你可以使用range() 函数和reversed() 函数。

Python 内置的reversed() 函数在给定序列的值上返回一个反向迭代器。

▶让我们来看看我们的第一个例子，我们使用了range(5) 。在下面的例子中，我们在range对象上调用reversed() 。我们看到，我们从4倒数到0。

for index in reversed(range(5)):
  print (index)
  
#Output
4
3
2
1
0

正如你所看到的，这等同于使用range(4,-1,-1) 。如果你愿意，你可以使用reversed() ，而不是上一节中讨论的negative_step 参数。

总结

在本教程中，你已经学会了使用range() 函数的不同方法。你可以尝试几个例子，每次都能得到不同的序列。这种练习将帮助你在循环遍历迭代表时有效地使用range() 。

编码愉快!直到下一个教程。