Python下的数值列表 - range(x,y,z)函数

本文讨论Python下的数值列表 - range(x,y,z)函数的应用，并分析其计数过程。

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1. range(x)、range(x,y)

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print("output of range(5):")
for i in range(5):
    print(i)

print("output of range(2,5):")
for x in range(2,5):
    print(x)

执行结果：

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output of range(5):
0
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output of range(2,5):
2
3
4

range(x,y)在解释器内部并不是一个严格意义上的列表，而是一个称为range的不常用的数据类型。如下述代码所示：

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#rangelist2.py
x = range(5)
print(x[2])
print(x)
print(type(x))

执行结果：

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2
range(0, 5)
<class 'range'>

如果真的需要把range转换成列表，可以通过类型转换实现：

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#range2list.py
x = range(5)
x = list(x)
print(type(x),x)

执行结果：

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<class 'list'> [0, 1, 2, 3, 4]

2. range(x,y,z)

更复杂的range形式：

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#fours.py
fours = list(range(0,17,4))
print(fours)

执行结果：

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[0, 4, 8, 12, 16]

3 理解range计数过程

读者或许对range(x,y,z)的输出结果感到疑惑，看看下面这个流程图。

现以range(0,17,4)为例，依上述流程图说明输出集合为什么是[0,4,8,12,16]。首先，计数取值x=0，然后开始循环：

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- 0 < 17,输出0；
- 计数 = 0 + 4 = 4；
- 4 < 17,输出4; 
- 计数 = 4 + 4 = 8; 
- 8 < 17, 输出8;
- 计数 = 8 + 4 = 12; 
- 12 < 17, 输出12; 
- 计数 = 12 + 4 = 16;
- 16 < 17, 输出16;
- 16 + 4 = 20; 
- 20 < 17不满足，循环结束。

如果你有C/C++经验，下述代码更容易描述range(x,y,z)的计数过程，事实上，Python的解释器就是用C/C++编写的。

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for (int i=x;i<y;i+=z){
    output(i);
}

上述range(x,y,z)，如果z<0，相应流程图如下：

作者试了试如下代码：

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numbers = list(range(9,2,-2))
print(numbers)

执行结果:

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[9, 7, 5, 3]

该你了，请依上述流程图，人肉执行range(9,2,-2)的计数过程，验证上述输出。

如果你有C/C++经验，下面的代码能更容易地解释z小于0时range(9,2,-2)的计数过程：

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for (int i=x;i>y;i+=z){
    output(i);
}

本文内容节选自作者编著的《Python编程基础及应用》（高等教育出版社）一书。

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