Изучаем Python

Функция range() упрощает построение числовых последовательностей. Например, с ее помощью можно легко вывести серию чисел:

numbers.py

for value in range(1,5):

. .print(value)

И хотя на первый взгляд может показаться, что он должен вывести числа от 1 до 5, на самом деле число 5 не выводится:

1

2

3

4

В этом примере range() выводит только числа от 1 до 4. Перед вами еще одно проявление «смещения на 1», часто встречающегося в языках программирования. При выполнении функции range() Python начинает отсчет от первого переданного значения и прекращает его при достижении второго. Так как на втором значении происходит остановка, конец интервала (5 в данном случае) не встречается в выводе.

Чтобы вывести числа от 1 до 5, используйте вызов range(1,6):

for value in range(1,6):

. .print(value)

На этот раз вывод начинается с 1 и завершается 5:

1

2

3

4

5

Если ваша программа при использовании range() выводит не тот результат, на ­который вы рассчитывали, попробуйте увеличить конечное значение на 1.

Использование range() для создания числового списка

Если вы хотите создать числовой список, преобразуйте результаты range() в список при помощи функции list(). Если заключить вызов range() в list(), то результат будет представлять собой список с числовыми элементами.

В примере из предыдущего раздела числовая последовательность просто выводилась на экран. Тот же набор чисел можно преобразовать в список вызовом list():

numbers = list(range(1,6))

print(numbers)

Результат:

[1, 2, 3, 4, 5]

Функция range() также может генерировать числовые последовательности, пропуская числа в заданном диапазоне. Например, построение списка четных чисел от 1 до 10 происходит так:

even_numbers.py

even_numbers = list(range(2,11,2))

print(even_numbers)

В этом примере функция range() начинает со значения 2, а затем увеличивает его на 2. Приращение 2 последовательно применяется до тех пор, пока не ­будет достигнуто или пройдено конечное значение 11, после чего выводится ­результат:

[2, 4, 6, 8, 10]

С помощью функции range() можно создать практически любой диапазон чисел. Например, как бы вы создали список квадратов всех целых чисел от 1 до 10? В языке Python операция возведения в степень обозначается двумя звездочками (**). Один из возможных вариантов выглядит так:

squares.py

(1) squares = []

(2)for value in range(1,11):

(3) . .square = value**2

(4) . .squares.append(square)

(5)print(squares)

Сначала в точке (1) создается пустой список с именем squares. В точке (2) вы приказываете Python перебрать все значения от 1 до 10 при помощи функции range(). В цикле текущее значение возводится во вторую степень, а результат сохраняется в переменной square в точке (3). В точке (4) каждое новое значение square присоединяется к списку squares. Наконец, после завершения цикла список квадратов выводится в точке (5):

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

Чтобы сделать код более компактным, можно опустить временную переменную square и присоединять каждое новое значение прямо к списку:

squares = []

for value in range(1,11):

(1) . .squares.append(value**2)

print(squares)

Конструкция (1) выполняет ту же работу, что и строки (3) и (4) в squares.py. Каждое значение в цикле возводится во вторую степень, а затем немедленно присоединяется к списку квадратов.

При создании более сложных списков можно использовать любой из двух подходов. Иногда использование временной переменной упрощает чтение кода; в других случаях оно приводит лишь к напрасному удлинению кода. Сначала сосредоточьтесь на написании четкого и понятного кода, который делает именно то, что нужно, — и только потом переходите к анализу кода и поиску более эффективных решений.

Простая статистика с числовыми списками

Некоторые функции Python предназначены для работы с числовыми списками. Например, вы можете легко узнать минимум, максимум и сумму числового списка:

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

>>> min(digits)

0

>>> max(digits)

9

>>> sum(digits)

45

примечание

В примерах этой главы используются короткие списки чисел, но это делается только для того, чтобы данные помещались на странице. Примеры также будут работать и в том случае, если список содержит миллионы чисел.

Генераторы списков

Описанный выше способ генерирования списка squares состоял из трех или четырех строк кода. Генератор списка (list comprehension) позволяет сгенерировать тот же список всего в одной строке. Генератор списка объединяет цикл for и ­создание новых элементов в одну строку и автоматически присоединяет к списку все новые элементы. Учебники не всегда рассказывают о генераторах списка начинающим программистам, но я привожу этот материал, потому что вы с большой вероятностью встретите эту конструкцию, как только начнете просматривать код других разработчиков.

В следующем примере список квадратов, знакомый вам по предыдущим примерам, строится с использованием генератора списка:

squares.py