Python range() 函数：实现包含终止值的迭代技巧

Python的内置range()函数在默认情况下生成一个左闭右开的序列，即不包含其指定的终止值。本文将详细介绍如何通过简单地将终止值加一来修改range()函数的使用方式，从而在循环中包含并处理序列的最后一个元素，确保所有预期范围内的数值都能被正确迭代和处理。

理解 range() 函数的基本行为

Python的 range() 函数是一个非常强大的工具，用于生成一个整数序列。它通常有以下几种使用形式：

• range(stop): 生成从 0 到 stop-1 的整数序列。
• range(start, stop): 生成从 start 到 stop-1 的整数序列。
• range(start, stop, step): 生成从 start 到 stop-1 的整数序列，每次递增 step。

核心要点是，无论哪种形式，range() 函数生成的序列都是“左闭右开”的，这意味着它包含起始值（如果指定）但不包含终止值。例如，range(1, 5) 将生成序列 1, 2, 3, 4，而不会包含 5。

常见问题：如何包含终止值？

在实际编程中，开发者经常遇到需要迭代一个包含终止值的数字范围的情况。例如，给定一个范围 [5, 10]，我们可能希望在循环中处理 5, 6, 7, 8, 9, 10 这些数字。

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考虑以下代码片段，它旨在从用户输入的两个数字构成的范围内找出偶数：

# 假设用户输入 5 和 10
# numbers = [5, 10]

even_num = []

# 原始代码，意图检查从 numbers[0] 到 numbers[1] 的所有数字
for n in range(numbers[0], numbers[1]):
    if n == 0:
        pass # 特殊处理 0，此处跳过
    elif n % 2 == 0:
        even_num.append(n)

print("Even numbers: ", even_num)

如果用户输入 5 和 10，numbers 列表将是 [5, 10]。那么 range(numbers[0], numbers[1]) 实际上是 range(5, 10)。根据 range() 的“左闭右开”特性，这个循环将只迭代 5, 6, 7, 8, 9。因此，print("Even numbers: ", even_num) 的输出将是 [6, 8]。显然，数字 10 作为范围的终止值，并且它是一个偶数，却没有被包含在结果中。

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解决方案：调整 range() 的终止参数

要解决这个问题，使其包含终止值，方法非常简单：只需将 range() 函数的第二个参数（即终止值）加 1。

修改后的代码片段如下：

# 假设用户输入 5 和 10
# numbers = [5, 10]

even_num = []

# 核心修改：将 range 的第二个参数加 1
for n in range(numbers[0], numbers[1] + 1): # 相当于 range(5, 10 + 1) 即 range(5, 11)
    if n == 0:
        pass # 0 的特殊处理
    elif n % 2 == 0:
        even_num.append(n)

print("Even numbers: ", even_num)

通过将 numbers[1] 修改为 numbers[1] + 1，range() 函数现在会生成一个包含 numbers[1] 自身在内的序列。对于 range(5, 11)，它将生成 5, 6, 7, 8, 9, 10。这样，数字 10 就能被正确地包含在迭代中，并被检查是否为偶数。最终输出将是 [6, 8, 10]，符合预期。

完整示例代码与运行效果

下面是一个完整的Python程序，演示了如何通过上述技巧，在用户定义的数字范围内查找并包含终止值的偶数：

# 初始化计数器和存储输入数字的列表
counter = list(range(2)) # 用于控制两次输入
numbers = []

print("请依次输入两个数字，它们将定义一个查找偶数的范围：")
for _ in counter: # 使用 '_' 表示我们不关心循环变量本身
    try:
        num = int(input())
        numbers.append(num)
    except ValueError:
        print("输入无效，请输入整数。")
        exit() # 遇到非整数输入则退出

# 对输入的数字进行排序，确保范围是升序
numbers.sort()

print(f"输入的数字范围（排序后）： {numbers}")

even_num = []

# 核心修改：将 range 的第二个参数加 1，以包含终止值
for n in range(numbers[0], numbers[1] + 1):
    # 原始代码中对 0 有特殊处理。在数学上 0 是偶数。
    # 如果希望 0 被视为偶数并包含，可以移除此 if 语句。
    # 此处为保持与原始意图一致，保留 pass。
    if n == 0:
        pass
    elif n % 2 == 0:
        even_num.append(n)
    # 对于非偶数，无需额外处理，因此可以省略 else: pass

print(f"范围内的偶数（包含终止值）： {even_num}")

运行示例：

请依次输入两个数字，它们将定义一个查找偶数的范围：
5
10
输入的数字范围（排序后）： [5, 10]
范围内的偶数（包含终止值）： [6, 8, 10]

注意事项与最佳实践

1. 0 的处理: 在提供的原始代码中，对 n == 0 的情况使用了 pass。从数学角度看，0 是偶数。如果你的应用需要将 0 视为偶数并包含在结果中，应该移除 if n == 0: pass 这一行，让 n % 2 == 0 的条件自然处理 0。
2. 边界条件: 当 numbers[1] 已经是其数据类型所能表示的最大值时，numbers[1] + 1 可能会导致溢出错误（尽管在 Python 的任意精度整数中这通常不是问题，但在其他语言中需要注意）。在大多数常见用例中，这种简单的加一操作是安全且有效的。
3. 代码可读性: 尽管 range() 函数的特性是“左闭右开”，但通过 +1 的方式使其包含终止值是一种常见的 Python 习惯用法。在代码注释中明确说明这种意图可以进一步提高可读性。
4. 替代方案: 对于更复杂的序列迭代，或者当需要更精确地控制包含/排除逻辑时，可以考虑使用 while 循环或列表推导式结合条件判断。然而，对于简单的数字范围，range(start, stop + 1) 是最简洁直观的方法。

总结

Python 的 range() 函数以其“左闭右开”的特性在序列生成中扮演着核心角色。当需要在循环中包含其指定的终止值时，最直接和推荐的方法是简单地将 range() 函数的第二个参数（终止值）加 1。这种技巧简单、高效，并且是 Python 编程中处理数字范围迭代的常用实践，确保了代码的灵活性和准确性。

以上就是Python range() 函数：实现包含终止值的迭代技巧的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！