Python range() 函数上界为何不包含 end？揭开设计背后的奥秘

2024-03-07 05:19:32

Python 中 range() 函数上界不包含 end 的奥秘

引言

Python 中的 range() 函数是生成一系列数字的强大工具。然而，它有一个与众不同的特性：其上界不包含 end。换句话说，range(start, end) 将生成从 start 到 end-1 的数字序列。这可能会让一些初学者感到困惑，但实际上，这种设计具有重要的理由。

设计决策

range() 函数上界不包含 end 的设计并非随意为之，而是出于几个关键的原因：

开区间： range() 返回一个开区间，这意味着它不包含 end。这对于某些应用非常有用，例如迭代列表时避免超出边界。
一致性： 开区间与其他 Python 序列（如列表和元组）的切片行为保持一致。这些序列也使用开区间来定义它们的范围。
效率： 不包含 end 可以提高 range() 的效率，因为它不需要对 end 进行边界检查。

实际价值

range() 上界不包含 end 的设计具有以下实际价值：

避免越界错误： 当迭代序列或执行其他操作时，使用开区间可以帮助防止越界错误。
更简洁的代码： 由于 range() 不包含 end，因此无需在循环条件中单独减去 1。
可扩展性： 开区间设计使 range() 函数可以轻松用于各种应用，包括生成数学序列、遍历数组和创建自定义迭代器。

举例说明

以下是一些展示 range() 上界不包含 end 的示例：

# 生成从 1 到 10 的数字序列
numbers = range(1, 11)
print(numbers)  # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

# 迭代序列而不超出边界
for number in numbers:
    print(number)  # 输出：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10

# 生成数学序列
fibonacci = range(0, 10)
print(fibonacci)  # 输出：[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]