精通 Python range() 函数：从基础到高级用法

精通 Python range() 函数：从基础到高级用法

什么是 Python range？

Python 的 range() 是内置生成器，根据开始、结束和可选步长生成整数序列。省略开始值时默认为 0，步长默认为 1，序列在结束值（不包含）前停止。例如 range(5) 生成 0, 1, 2, 3, 4。该函数在 for 循环迭代中不可或缺。

本教程你将学到：

• range() 的定义与语法
• 历史：range() 与 xrange()
• 如何使用 start、stop 和 step
• 递增与递减范围
• 处理浮点数限制及替代方案
• 配合列表、数组及 NumPy arange() 使用
• 高级模式：合并范围、提取偶数、生成字母序列

语法

range(start, stop, step)

参数

• start（可选）：序列首个整数，默认 0。
• stop（必需）：上界（不包含），序列在此值前停止。
• step（可选）：相邻值间隔，默认 1。

返回值

返回 range 对象，表现为整数的不可变序列。转为列表可显示完整序列。

Python range() 函数与历史

Python 3 引入 range()，取代 Python 2 的 xrange()。关键差异如下：

range()	xrange()
返回不可变数字序列	返回生成器对象
内存消耗与序列长度成正比	极小内存；惰性生成值
适合中小范围	适合大范围或无限序列
大范围因内存分配较慢	大范围迭代更快

使用 range()

打印 0 到 9 的基本示例：

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

输出：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

使用 start 和 stop

指定起始值偏移序列：

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

输出：

3 4 5 6 7 8 9

使用 start、stop 和 step

添加步长控制间隔：

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

输出：

3 5 7 9

正步长递增

默认步长 1，可指定任意正整数：

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

输出：

1 6 11 16 21 26

反向范围：负步长递减

负步长创建降序序列：

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

输出：

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6

在 range() 中使用浮点数

内置 range() 仅接受整数。传入浮点数抛出 TypeError：

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

输出：

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

配合 for 循环使用 range()

常与 len() 配合遍历列表索引：

arr_list = ['Mysql', 'Mongodb', 'PostgreSQL', 'Firebase']
for i in range(len(arr_list)):
    print(arr_list[i], end=" ")

输出：

Mysql Mongodb PostgreSQL Firebase

将 range() 转为列表

print(list(range(10)))

输出：

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

在 range() 中使用字符

range() 仅支持整数，但可通过 Unicode 码点生成字母序列：

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']

访问范围元素

可通过迭代、索引或转列表获取值：

迭代

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

输出：

0 1 2 3 4 5

索引

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 last element in range is = ", lastvalue)

输出：

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

使用 list()

print(list(range(10)))

输出：

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

示例：用 range() 生成偶数

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 range() 输出

用 itertools.chain 合并：

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

配合 NumPy 使用 range()

NumPy 的 arange() 类似 range() 但支持浮点步长：

语法

arange(start, stop, step)

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

NumPy 浮点范围

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

因二进制浮点运算，输出有时显示长小数，可按需四舍五入。

总结

• range() 由 start、stop、step 定义整数序列。
• Python 3 引入；xrange() 是 Python 2 前身。
• 正步长升序，负步长降序。
• 不支持浮点数；用 NumPy arange() 处理浮点。
• 通过迭代、索引或 list() 转换访问元素。
• 用 itertools.chain 合并范围，或生成字母等自定义序列。
• 大数值范围考虑生成器特性以节省内存。