Функция range в Python
Тип range (диапазон) является встроенной разновидностью данных в языке Python, которая предназначена для хранения информации об арифметической прогрессии целых чисел. Для ее генерации используется одноименная функция range с тремя различными параметрами. Диапазон обеспечивает комфортную работу с коллекциями при их циклической обработке.
Что такое диапазон?
Диапазон представляет собой неизменяемую последовательность целых чисел, которая чаще всего применяется для генерации более сложных наборов данных при помощи генераторов. Но в отличие от списков, кортежей, а также других стандартных коллекций, для обработки такого объекта всегда требуется одинаково малое количество памяти. Благодаря особому подходу к хранению данных, в память записываются не все элементы последовательности, а только ее длина, шаг и стартовая точка. Остальные данные вычисляются по мере необходимости.
Функция range
Для генерации диапазона нужно вызвать функцию range, передав ей от 1 до 3 целочисленных аргументов. В языке Python диапазон является самостоятельным объектом. Поэтому создать его можно с помощью присвоения результата работы range определенному идентификатору. Проверить, к какому классу принадлежит такой объект, можно с помощью метода type().
Рассмотрим описание функции range в Python 3. Как уже было сказано, она принимает несколько параметров:
Все указывать необязательно, так как start и step по умолчанию имеют значения 0 и 1 соответственно. Однако самостоятельно задать stop для диапазона все же необходимо.
Следующий пример демонстрирует результат работы функции range.
Таким образом, получилась последовательность с 10 целыми элементами, так как значения параметров start и step оставались по умолчанию. Попробуем добавить один аргумент.
Как видно из результатов выполнения программы, первый параметр функции range задает стартовое значение для будущей последовательности (3), в то время как второй отображает ее конечную границу (10). Однако, вопреки ожиданиям, число 10 не включается в итоговую последовательность. Добавим третий аргумент в функцию и посмотрим, что будет.
В данном случае задается диапазон чисел в Python 3 используя максимально возможное количество параметров, которые отвечают за начало (3), конец (10) и шаг (2). Таким образом, функция print вывела 4 целочисленных значения с одинаковым интервалом последовательности. Стоит всегда учитывать порядок расположения ее аргументов: start, stop и step. Все они могут обладать лишь целочисленным значением, как положительным, так и отрицательным.
Очень часто диапазоны используются для быстрой генерации списка либо другой коллекции чисел. Чтобы сделать это, необходимо всего лишь передать результат выполнения в качестве параметра для list. Следующий пример демонстрирует создание списка.
Вывод в обратном порядке
Благодаря реализации интерфейса collections.abc.Sequence ABC, объекты класса range можно обрабатывать различными способами, как списки или кортежи. Таким образом, диапазоны обладают возможностью проверки вхождения, поиска по индексу, среза или отрицательной индексации. В следующем примере показывается вывод списка в Python 3 c range в обратном порядке.
Для этого используется встроенная функция reversed, обрабатывающая последовательность некоторых данных и возвращающая каждый из ее элементов в противоположном порядке.
Различия между range и xrange
Иногда при работе со старым кодом, написанным во времена Python 2, можно повстречать метод под названием xrange. Он очень похож на стандартный range. Единственным отличием xrange от range является то, что при вызове первого создается новый объект типа range, а не обычный список класса list. В таком случае элементы последовательности не хранятся в памяти, а генерируются по ходу выполнения программы для экономии ресурсов.
Скорее всего, это было сделано для улучшения эффективности работы с большими последовательностями чисел. К примеру, в старых версиях языка использование функции range со значением, выше чем sys.maxsize, приводило к ошибке и завершению программы.
Заключение
Таким образом, тип range (диапазон) имеет массу путей применения, поскольку позволяет легко автоматизировать процесс заполнения различных наборов чисел. Как правило, для этой цели применяется функция range, в которой указан начальный элемент, граница и шаг последовательности. Благодаря реализации интерфейса коллекции, диапазоны обеспечивают проверку вхождения, поиск по индексу, срез и отрицательную индексацию элементов.
Генерация диапазона с плавающей запятой в Python
Вы хотите узнать, как генерировать диапазон чисел с плавающей запятой в Python? В этом руководстве вы найдете много способов получения значений с плавающей запятой в пределах заданного диапазона.
Мы рекомендуем вам по крайней мере использовать Python 3 для написания кода и запуска примеров. Python 2.x все еще получает обновления, но более новые версии более стабильны и продвинуты.
Чего Не Хватает В Функции Диапазона Python?
Диапазон Python может генерировать только набор целых чисел из данной полосы. Он также не допускает параметр типа с плавающей запятой и не может генерировать диапазон чисел с плавающей запятой.
Он принимает один, два или три параметра (старт / стоп / шаг). Однако все аргументы имеют целочисленный тип. Если вы передадите float, это приведет к ошибке TypeError.
Когда вы запускаете приведенный выше код, он выдает следующую ошибку:
Приведенный выше пример предполагает, что Python не предоставляет встроенного способа генерации диапазона с плавающей запятой. Поэтому нам нужно разработать собственную реализацию функции range.
Почему Python range() не работает с float?
Функция range генерирует конечный набор целых чисел. Вы можете определить размер, вычитая начальное значение из конечного значения (когда шаг = 1). Ниже приведена общая формула для расчета длины.
Проверьте примеры приведенные ниже, чтобы получить ясность.
Однако тот же диапазон фактически имеет бесконечное количество из чисел с плавающей запятой. Вы можете ограничить его, используя фиксированное значение точности. Следовательно, это может быть возможной причиной того, что range() не позволяет работать с float.
Использование Yield для генерации диапазона с плавающей запятой
Вы можете написать пользовательскую функцию Python, как показано ниже. Это может позволить вам указать значение с плавающей запятой для аргумента шага.
Мы использовали модуль decimal для сохранения точности.
Функция NumPy Arange() для диапазона значений с плавающей запятой
Чтобы использовать функцию arange(), вам необходимо установить и импортировать пакет numpy. Эта библиотека имеет различные арифметические и числовые функции для генерации массивов / матриц разных размеров.
В любом случае, здесь мы будем использовать функцию arange() для генерации диапазона чисел с плавающей запятой.
Arange() имеет ту же сигнатуру, что и встроенный метод range. Но мы можем передать аргументы типа float (с плавающей запятой) в качестве параметров этой функции.
Теперь давайте рассмотрим пример, чтобы улучшить наше понимание.
Функция NumPy Linspace для генерации диапазона с плавающей запятой
У NumPy есть другой метод linspace(), позволяющий вам создать указанное количество чисел с плавающей запятой. Он имеет следующий синтаксис:
Эта функция имеет больше аргументов, но мы описали те, которые соответствуют нашей цели.
Посмотрите на приведенные ниже примеры.
Если вы не хотите устанавливать пакет NumPy, попробуйте подход в следующем примере.
Генерация диапазона с плавающей запятой без использования сторонних модулей
Здесь мы предоставили простую программу на Python для генерации диапазона чисел с плавающей запятой. Он принимает как положительное так и отрицательное значение для аргументов.
Этот пример имеет 2 логических деления. Первый определяет функцию float_range(). Другой вызывает его с разными входными значениями и печатает результат.
Использование значения с плавающей запятой в параметре step
В пользовательской функции диапазона мы можем предоставить значение типа с плавающей запятой в качестве аргумента шага. Это позволит нам генерировать числа в определенном интервале.
Давайте рассмотрим пример, в котором в качестве значения шага указано 3.7.
Создать диапазон с плавающей запятой, используя Itertools
Мы также можем использовать модуль itertools и его функции, такие как islice() и count. Посмотрите на приведенный ниже пример, где мы написали простой метод для создания диапазона.
Резюме
Хотелось бы, чтобы вы узнали, как генерировать диапазон чисел с плавающей запятой. Вы можете выбрать любой из методов, описанных выше, и использовать его в своих задачах.
Модуль time в Python
Дальше перечислены самые распространенные функции, связанные со временем.
Python time.time()
Функция time() возвращает число секунд, прошедших с начала эпохи. Для операционных систем Unix 1 января 1970, 00:00:00 (UTC) — начало эпохи (момент, с которого время пошло).
Python time.ctime()
Функция time.ctime() принимает в качестве аргумента количество секунд, прошедших с начала эпохи, и возвращает строку, представляющую собой местное время.
Если запустить программу, то вывод будет выглядеть так:
Python time.sleep()
Функция sleep() откладывает исполнение текущего потока на данное количество секунд.
Класс time.struct_time
К значениям (элементам) объекта time.struct_time доступ можно получить как с помощью индексов, так и через атрибуты.
Python time.localtime()
Функция localtime() принимает в качестве аргумента количество секунд, прошедших с начала эпохи, и возвращает stuct_time в локальном времени.
Вывод этой программы будет следующим:
Python time.gmtime()
Функция gmtime() принимает в качестве аргумента количество секунд, прошедших с начала эпохи и возвращает struct_time в UTC.
Вывод этой программы будет следующим:
Python time.mktime()
Вывод будет следующий:
Python time.asctime()
Функция asctime() принимает struct_time (или кортеж, содержащий 9 значений, относящихся к struct_time ) в качестве аргумента и возвращает строку, представляющую собой дату.
Python time.strftime()
Функция strftime принимает stuct_time (или соответствующий кортеж) в качестве аргумента и возвращает строку с датой в зависимости от использованного формата. Например:
Вывод будет следующий:
Python time.strptime()
Цикл while в Python
Цикл while («пока») позволяет выполнить одну и ту же последовательность действий, пока проверяемое условие истинно. Условие записывается после ключевого слова while и проверяется до выполнения тела цикла.
Цикл while используется, когда невозможно определить точное количество повторений цикла.
i = 0 # объявление переменной i для условия цикла
while i 5 : # ключевое слово ‘while’ и условие выполнение цикла
# тело цикла
print (i) # вывод значения переменной i
i += 1 # увеличение значения переменной i на единицу
Цикл while может быть бесконечным.
i = 0
while True : # условие всегда истинно
print (i)
i += 1
# Вывод:
>> 0
>> 1
>> 2
>> 3
>> 4
.
>> 999
.
# Это может продолжаться долго.
Выполнение цикла можно прерывать с помощью оператора break.
i = 0
while 1 : # условие всегда истинно
if i == 3 : # если i равно 3, то вызываем оператор break
break # оператор break прерывает выполнение цикла
print (i)
i += 1
Оператор continue начинает повторение цикла заново.
i = 0
while i 5 :
i += 1 #
if i % 2 == 1 : # если значение i нечетно, то вызываем оператор continue
continue # оператор continue начинает повторение цикла заново
# в случае вызова continue код ниже не выполнится
print (i)
Как и для цикла for, для цикла while мы можем записать конструкцию else.
x = 1
while x 5 :
print (x)
x += 1
else :
print ( ‘Цикл завершен’ )
Примеры
# Пользователь вводит числа A и B (A > B). Выведите все числа от A до B включительно.
A = int ( input ( ‘Введите число: ‘ ))
B = int ( input ( ‘Введите число: ‘ ))
# Пользователь вводит числа до тех пор, пока не введет 0.
# Выведите количество введенных чисел (0 считать не нужно).
n = int ( input ( ‘Введите число: ‘ ))
counter = 0 # счетчик введенных чисел
while n: # n неявно преобразуется в тип bool
# если n равно 0, то выполнение цикла прервется
n = int ( input ( ‘Введите число: ‘ )) # вводим очередное число
counter += 1 # увеличиваем счетчик
print ( f ‘Количество чисел
# Ввод:
>> 1
>> 10
>> 100
>> 1000
>> 0
# Вывод:
>> Количество чисел 4
3. Наименьший делитель
# Пользователь вводит число N (N > 1). Выведите его наименьший делитель.
N = int ( input ( ‘Введите число: ‘ ))
div = 2
# Ввод:
>> 10
# Вывод:
>> Наименьший делитель равен 2
# Ввод:
>> 15
# Вывод:
>> Наименьший делитель равен 3
# Ввод:
>> 17
# Вывод:
>> Наименьший делитель равен 17
Решение задач
Пользователь вводит числа A и B (A > B). Выведите четные числа от A до B включительно.
2. От A до B на три
Пользователь вводит числа A и B (A # Ввод:
>> 1
>> 15
# Вывод:
>> 3
>> 6
>> 9
>> 12
>> 15
Пользователь вводит числа до тех пор, пока не введет 0. Выведите сумму введенных чисел (0 считать не нужно).
# Ввод:
>> 1
>> 15
>> 10
>> 11
>> 2
>> 0
# Вывод:
>> Сумма равна: 39
Пользователь вводит числа до тех пор, пока не введет 0. Выведите максимальное введенное число (0 считать не нужно).
# Ввод:
>> 1
>> 15
>> 10
>> 11
>> 2
>> 0
# Вывод:
>> Максимум равен: 15
Пользователь вводит числа до тех пор, пока не введет 0. Выведите минимальное введенное число (0 считать не нужно).
# Ввод:
>> 1
>> 15
>> 10
>> 11
>> 2
>> 0 # 0 не входит в последовательность
# Вывод:
>> Минимум равен: 1
7. Фибоначчи (финальный босс)
Пользователь вводит число N. Выведите N-ное по счету число Фибоначчи. Последовательность чисел Фибоначчи рассчитывается по такой формуле: F(1) = 1, F(2) = 1, F(K) = F(K-2) + F(K-1). Идея такая: каждое следующее число равно сумму двух предыдущих.
Цикл for и функция range в Python
В программирование часто сталкиваются с вопросом перебрать весь список и извлечь из него необходимые данные. Цикл for позволяет перебрать любой итерируемый объект, то есть объект, из которого команда for сможет брать элементы по одному, пока не будет обработан последний элемент, не зависимо от его длины.
| Содержание страницы: |
|---|
| 1.1. Цикл for в Python |
| 1.2. Аргумент end фунции print |
| 1.3. Действия во время выполнения цикла for |
| 1.4. Основные ошибки с циклом for |
| 2.1. Встроенная функция range |
| 2.2. Создание числового списка с помощью функции range |
| 2.4. Перебор списка по индексам с помощью функции range |
| 3. Генераторы списков |
1. Цикл for в Python.
>>> cars = [‘ford’, ‘opel’, ‘audi’, ‘land rover’, ‘bmw’]
>>> for brend in cars :
. print(brend) # отступ в 4 пробела
.
ford
opel
audi
land rover
bmw
Функция print выводит свой аргумент, после чего курсор перемещает на следующую строку, но при большом количестве элементов в списке, не всегда это удобно. Можно воспользоваться аргументом end, записав его после переменной.
>>> cars = [‘ford’, ‘opel’, ‘audi’, ‘land rover’, ‘bmw’]
>>> for brend in cars :
. print(brend, end=’ ‘) # отступ в 4 пробела
.
ford opel audi land rover bmw
Во время цикла for помимо вывода элементов, с ними можно выполнять различные действия. К примеру, можно выводить сообщения с каждым проходом цикла, для этого воспользуемся f-строками.
>>> cars = [‘ford’, ‘opel’, ‘audi’, ‘land rover’, ‘bmw’]
>>> for brend in cars :
. print(f»Автомобили торговой марки
.
Автомобили торговой марки Ford очень надежные
Автомобили торговой марки Opel очень надежные
Автомобили торговой марки Audi очень надежные
Автомобили торговой марки Land Rover очень надежные
Автомобили торговой марки Bmw очень надежные
Со строками цикл for работает также как и со списком.
В Python связь одной строки кода с предшествующей строкой обозначается отступами. В больших программах встречаются блоки кода с отступами в несколько разных уровней. Благодаря отступам, сильно упрощается чтение кода. Основные ошибки как раз и складываются из ошибок в пропущенных или лишних отступах.
>>> mesage = ‘Hello World!’
>>> for i in mesage :
. print(i * 5, end=’ ‘) # нет отступа в 4 пробела
File » «, line 2
print(i * 5, end=’ ‘)
^
IndentationError: expected an indented block
Для устранения этой ошибки, достаточно поставить в следующей строке после команды for 4 пробела. В основном, если вы работаете в любом современном текстовом редакторе, то после двоеточия он сам поставит отступы на следующей строке.
Встроенная функция range() используется для построения числовых последовательностей. В примере используем команду for и функцию range для выполнения ровно 10 итераций с выводом значения от 0 до 10.
>>> for x in range(10) :
. print(x, end=’ ‘)
.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
При передаче только одного аргумента, последовательность будет начинаться с 0 и до значения аргумента (10), не включая его. Одна из самых распространённых ошибок, это когда разработчик предполагает, что значение аргумента функции range включается в сгенерированную последовательность.
Приведем пример с двумя аргументами. Выведем последовательность от 20 до 30.
>>> for x in range(20, 30) :
. print(x, end=’ ‘)
.
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
>>> numbers = list( range(5, 25) )
>>> print(numbers)
[5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24]
>>> numbers = list( range(0, 100, 15) )
>>> print(numbers)
[0, 15, 30, 45, 60, 75, 90]
>>> a = []
>>> for i in range(1, 11) :
. a.append(i**2)
.
>>> print(a)
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
На каждом цикле переменная возводится в квадрат и добавляется в список.
2.4. Перебор списка по индексам с помощью функции range
С помощью цикла for и функции range список можно перебирать по индексам и с каждым значением в списки, производить любые операции. Приведем пример, перебора списка по индексам, с помощью функции range и функции len, которая определяет длину списка.
>>> list_1 = [1, 3, 5, 10, 12, 20]
>>> for index in range ( len (list_1)):
. list_1[ index ] += 100
.
>>> print(list_1)
[101, 103, 105, 110, 112, 120]
С помощью индексов и функции range мы можем объединять информацию из разных списков. В примере ниже мы имеем список с именами, а второй список с фамилиями. Выведем на экран имя и фамилию:
>>> list_4 = [‘Artem’, ‘Serg’, ‘Georgy’, ‘Petr’]
>>> list_5 = [‘Ivanov’, ‘Petrov’, ‘Sidorov’, ‘Ulyanov’]
>>> for index in range ( len (list_4)):
. print(list_4[ index ], list_5[ index ])
.
Artem Ivanov
Serg Petrov
Georgy Sidorov
Petr Ulyanov
В результате получили общие данные на экране.
Аналогично можно создавать новые списки из двух или трех списков. Приведем пример перемножения трех списков:
В начале мы создадим пустой новый список вне цикла, куда будем добавлять результат с помощью функции append. В результате мы получим новый список с результатом перемножения предыдущих списков по индексам.
Состоящий выше пример построения квадратов чисел в разделе 2.2 состоял из нескольких строк кода. Генератор списка позволяет сгенерировать тот же список, но всего в одной строке. Определите название списка, после откройте квадратные скобки. Запишите выражение для значений, в нашем случает i ** 2. Затем напишите цикл for для генерирования чисел, которые будут передаваться выражению и закройте квадратные скобки.
>>> a = [i ** 2 for i in range(1,11)]
>>> print(a)
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]