Python range 函数：实现包含终止值的迭代

本文详细介绍了python `range` 函数在迭代时如何包含终止值的问题。通过修改 `range` 函数的第二个参数，即将其设置为 `stop + 1`，可以轻松实现对指定范围内的所有数字（包括起始和终止值）进行遍历和处理，从而解决默认 `range` 函数不包含终止值的特性，提高代码的灵活性和准确性。

理解 Python range 函数的基本行为

Python 的内置 range() 函数是一个非常强大的工具，用于生成一系列数字。它的基本语法是 range(start, stop, step)，其中：

• start：序列的起始数字（包含）。如果省略，默认为 0。
• stop：序列的终止数字（不包含）。这是 range 函数的一个关键特性。
• step：序列中数字的步长（增量）。如果省略，默认为 1。

例如，range(1, 5) 会生成数字 1, 2, 3, 4，而不会包含 5。这种“左闭右开”的区间定义在编程中非常常见，尤其是在处理索引时。

遇到的问题：如何包含终止值

在某些场景下，我们可能需要 range 函数生成的序列包含其指定的终止值。考虑以下代码示例，它旨在从用户输入的两个数字构成的范围中找出所有的偶数：

counter = list(range(2)) # 用于控制输入两个数字
numbers = []

for n in counter:
    numbers.append(int(input("Enter the number: ")))
numbers.sort() # 确保numbers[0]是较小值，numbers[1]是较大值

print("Range of numbers: ", numbers)

even_num = []

# 原始代码，这里是问题的核心
for n in range(numbers[0], numbers[1]):
    if n == 0:
        pass # 或者 continue
    elif n % 2 == 0:
        even_num.append(n)
    else:
        pass # 或者 continue

print("Even numbers: ", even_num)

当用户输入 5 和 10 时，程序的输出如下：

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Enter the number: 5
Enter the number: 10
Range of numbers:  [5, 10]
Even numbers:  [6, 8]

可以看到，尽管 10 是一个偶数，但它并未被包含在 even_num 列表中。这是因为 range(numbers[0], numbers[1]) 等价于 range(5, 10)，它只会生成 5, 6, 7, 8, 9 这些数字，而不会到达 10。

解决方案：调整 stop 参数

要解决这个问题，使 range 函数包含终止值，我们只需要对其 stop 参数进行简单的修改：将其值增加 1。

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将代码中的 range(numbers[0], numbers[1]) 修改为 range(numbers[0], numbers[1] + 1) 即可。

修改后的代码如下：

counter = list(range(2))
numbers = []

for n in counter:
    numbers.append(int(input("Enter the number: ")))
numbers.sort()

print("Range of numbers: ", numbers)

even_num = []

# 修正后的代码
for n in range(numbers[0], numbers[1] + 1): # 关键改动：将终止值加1
    if n == 0:
        pass
    elif n % 2 == 0:
        even_num.append(n)
    else:
        pass

print("Even numbers: ", even_num)

现在，当再次使用相同的输入 (5 和 10) 运行修正后的代码时，输出将变为：

Enter the number: 5
Enter the number: 10
Range of numbers:  [5, 10]
Even numbers:  [6, 8, 10]

10 现在已被正确地包含在偶数列表中。这是因为 range(5, 10 + 1) 实际上是 range(5, 11)，它会生成 5, 6, 7, 8, 9, 10 这些数字，从而使得终止值 10 也能被迭代到。

注意事项与总结

• range 函数的不可变性： range 对象本身是不可变的，它在创建时就定义了其序列。我们通过改变构造 range 对象的参数来改变其行为，而不是改变 range 对象本身。
• 清晰性： 尽管 stop + 1 是一个常见的模式，但在代码注释中简要说明其目的（例如，“+1 以包含终止值”）可以提高代码的可读性。
• 负数和步长： 这种 stop + 1 的逻辑同样适用于负数范围或自定义步长的情况。例如，range(10, 0, -1) 会生成 10 到 1 的序列，不包含 0。如果想包含 0，则需要 range(10, -1, -1)。
• 替代方案： 对于更复杂的数值序列生成（例如浮点数），range 函数并不适用。此时可以考虑使用 numpy.arange() 或列表推导式等方法。但对于整数序列，range(start, stop + 1) 是最简洁有效的解决方案。

通过理解 range 函数“左闭右开”的特性并灵活运用 stop + 1 的技巧，开发者可以更精确地控制迭代范围，满足包含终止值的需求，从而编写出更健壮和符合预期的 Python 代码。

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