Python

【Python】range関数を使って数列を生成する方法を解説

この記事では、Pythonのrange()関数の使い方について解説します。range()関数を使うことで任意の範囲の連続した数列を生成できます。生成した数列をfor文に渡すことで任意の回数だけループ処理することができます。それでは、range()関数の使い方を見ていきましょう❗️

range関数とは?

rangeは関数と言われていますが実際のところクラスです。関数のように使われるrange()rangeクラスのコンストラクタです。

range()を実行すると「rangeオブジェクト」を生成します。

rangeオブジェクトは、リストなどのコンテナオブジェクトを使わず、引数に渡された整数を元に計算によって数列を生成します。なので、数列の大きさによって使用するメモリのサイズが変わらず、常に一定のコストで使用することができます。

また、rangeはイミュータブルなシーケンス型です。なので、生成したrangeオブジェクトはシーケンス型特有の演算を行うことができます。

【Python】シーケンスとは?特徴と使い方を解説この記事では、Pythonのシーケンス(sequence)について解説します。シーケンスとは、文字列やリストのような順番を持った複数の要素をまとめて扱える型のことを言います。シーケンス特有の演算も定義されているので、確認していきましょう!...

それでは、range()関数の使い方を見ていきましょう!

range関数の使い方

range()関数には以下のような引数が定義されています。

range(stop)
range(start, stop[, step])
start 開始値。指定されていない場合は0。
stop 終了値。
step 数列の加算値。指定されていない場合は1。

0からstopまでの数列 : range(stop)

stop引数のみを指定することで0 ~ stopまでの連続した数列を生成することができます。

書式

range(stop)
生成される数列の範囲 0 <= N < stop

サンプル

試しにrangeオブジェクトを生成し、リストに変換して生成された数列を確認してみます。

r = range(3)
print(list(r))

実行結果

[0, 1, 2]

マイナスの値も指定することができますが、0 < stopではないので数列は生成されません。

r = range(-3)
print(list(r))

実行結果

[]

任意の範囲の数列: range(start, stop)

start引数とstop引数に整数を指定することで、start ~ stopまでの連続した数列を生成することができます。

書式

range(start, stop)
生成される数列の範囲 start <= N < stop

サンプル

rangeオブジェクトを生成し、リストに変換して生成された数列を確認してみます。

r = range(1, 4)
print(list(r))

r = range(5, 10)
print(list(r))

実行結果

[1, 2, 3]
[5, 6, 7, 8, 9]

start < stopであれば、数列を生成することができます。

r = range(-4, -1)
print(list(r))

r = range(-2, 3)
print(list(r))

実行結果

[-4, -3, -2]
[-2, -1, 0, 1, 2]

値の増分: range(start, stop, step)

startstopに加えてstep引数を指定することでstart ~ stopまでのstep幅の数列を生成することができます。

書式

range(start, stop, step)

サンプル

rangeオブジェクトからリストを生成し、数列を確認してみます。

r = range(0, 12, 2)
print(list(r))

r = range(0, 12, 3)
print(list(r))

実行結果

[0, 2, 4, 6, 8, 10]
[0, 3, 6, 9]

step引数にマイナスの値を指定する場合は、start > stopになるように値を指定する必要があります。

r = range(-1, -4, -1)
print(list(r))

r = range(3, -3, -2)
print(list(r))

実行結果

[-1, -2, -3]
[3, 1, -1]

for文と組み合わせてループ処理

for文と組み合わせて使うことで、任意の回数だけループ処理させることができます。

for i in range(3):
    print(i)

実行結果

0
1
2

range()関数で生成された数列の値が1つずつiに渡され、ループ処理しています。

【Python】for文の使い方【ループ処理】この記事では、Pythonのfor文の使い方を解説します。for文を使うことでイテラブルの要素を1つずつ取り出し、for文ブロック内を繰り返し(ループ)処理することができます。それでは、for文の使い方を見ていきましょう!...

逆順の数列

逆順にするにはreversed()関数を使うことで簡単に実現できます。

r = range(3)
r = reversed(r)
print(list(r))

実行結果

[2, 1, 0]

step引数にマイナスの値を指定し、start > stopの範囲を指定することでも逆順の数列を生成することができます。

r = range(2, -1, -1)
print(list(r))

実行結果

[2, 1, 0]

float型の数列を生成する

range()関数はint型(整数)の数列しか生成することしかできません。float型の数列を生成するには、「内包表記」や「NumPy」を使います。

内包表現を使う

内包表現を使うことで、float型の数列を生成することができます。

r = [i / 100 for i in range(90, 100, 2)]
print(r)

実行結果

[0.9, 0.92, 0.94, 0.96, 0.98]

演算した値がブレてしまうことがあるので、round()関数を使って値を丸めることができます。

r = [round(i / 100, 2) for i in range(90, 100, 2)]
print(r)

実行結果

[0.9, 0.92, 0.94, 0.96, 0.98]

関連【Python】内包表記の使い方

NumPyを使う

NumPyarange()関数を使うことで、float型の数列を生成することができます。

import numpy as np

np.arange(start, stop, step, dtype)

サンプル

試しに、float型の数列を生成してみます。

import numpy as np

for i in np.arange(0.0, 1.0, 0.2):
    print(i)

実行結果

0.0
0.2
0.4
0.6
0.8

参考numpy.arange — NumPy v1.19 Manual

まとめ

この記事では、Pythonのrange関数の使い方を解説しました。

range()関数はよくfor文と組み合わせてループ処理されるので覚えておくと便利です!

それでは今回の内容はここまでです!ではまたどこかで〜( ・∀・)ノ

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