Pythonのrange()関数の使い方と応用について徹底解説

range()関数の基本的な使い方

range()関数の引数について

range()関数の基本的な使い方について説明します。range()関数は、以下のように3つの引数を指定して使います。

range(開始値, 終了値, ステップ幅)

上記の引数は以下の意味を持ちます。

• 開始値: シーケンスの開始値を指定します。デフォルト値は0です。
• 終了値: シーケンスの終了値を指定します。ただし、この値は含まれません。
• ステップ幅: シーケンスの値の間隔を指定します。デフォルト値は1です。

forループでrange()関数を使用する

以下の例では、range()関数を使用して、1から10までの整数シーケンスを生成しています。

for i in range(1, 11):
    print(i)

上記のコードでは、1から10までの整数シーケンスを生成し、forループを使用して各値を表示しています。range()関数は、10未満の整数シーケンスを生成するため、forループによって最後の10が表示されません。

次に、ステップ幅を指定したrange()関数の例を示します。

for i in range(1, 11, 2):
    print(i)

上記のコードでは、1から10までの整数シーケンスを生成し、ステップ幅を2に指定しています。つまり、1から始まり2ずつ増加するシーケンスを生成しています。結果として、1, 3, 5, 7, 9が表示されます。

range()関数を使用して、逆順の連続する整数の集まりを生成する方法

range()関数を使用して、逆順の連続する整数の集まりを生成する場合は、第1引数に終了値、第2引数に開始値を指定します。また、第3引数には、ステップ幅を負の値で指定します。例えば、以下のコードは、10から1までの整数シーケンスを生成します。

for i in range(10, 0, -1):
    print(i)

上記のコードは、10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1の順に出力されます。

whileループでrange()関数を使用する

Pythonのrange()関数は、forループでよく使用される一方で、whileループでも使用することができます。whileループを使用する場合、range()関数が生成する整数シーケンスを使用して、ループを実行することができます。

まずはじめに、range()関数を使用せずにwhileループで0~4までをする例です。

i = 0
n = 5
while i < n:
    print(i)
    i += 1

このコードでは、iがnより小さい限り、iの値を表示し、iを1ずつ増加させるwhileループが実行されます。

今度はrange()関数を使用してwhileループを実行する例です。

i = 0
n = 5
while i in range(n):
    print(i)
    i += 1

このコードでは、iがrange(n)に含まれる限り、iの値を表示し、iを1ずつ増加させるwhileループが実行されます。range()関数によって生成された整数シーケンスを使用することで、whileループの実行条件が表現されています。

ただし、range()関数を使用したwhileループを実行する場合、ループ内でiの値を変更することを忘れずに行う必要があります。そうでないと、ループが無限ループに陥ってしまう可能性があります。

確かに、Pythonのwhileループでは、range()関数を必ずしも使用する必要はありません。

ただし、range()関数を使用することには、いくつかの利点があります。

range()関数を使用することで、whileループの条件式をシンプルに保ちながら、イテレーションの開始値、終了値、ステップ値を細かく指定することができます。

また、range()関数は、forループでよく使用されるため、Pythonのコードを読む人がコードの意図を理解しやすくすることができます。range()関数を使用することで、forループとwhileループの間のコードの一貫性を保つことができます。

以上のように、range()関数を使用することには、いくつかの利点があります。ただし、whileループを使用する場合、range()関数を使用しなくても問題ありません。使い方によっては、どちらを使用するかは開発者の好みによると言えます。

range()関数を使ったリスト、タプル、setの生成方法

range()関数を使用して、リストを生成する方法

range()関数を使用して、リストを生成するには、list()関数を使用します。list()関数は、引数として与えられたオブジェクトをリストに変換することができます。

例えば、以下のコードは、range()関数で生成された整数シーケンスをリストに変換しています。

my_list = list(range(0, 5))
print(my_list)

上記のコードは、[0, 1, 2, 3, 4]というリストを出力します。

range()関数を使用して、タプルを生成する方法

range()関数を使用して、タプルを生成するには、tuple()関数を使用します。tuple()関数は、引数として与えられたオブジェクトをタプルに変換することができます。

例えば、以下のコードは、range()関数で生成された整数シーケンスをタプルに変換しています。

my_tuple = tuple(range(0, 5))
print(my_tuple)

上記のコードは、(0, 1, 2, 3, 4)というタプルを出力します。

range()関数を使用して、setを生成する方法

range()関数を使用して、setを生成するには、set()関数を使用します。set()関数は、引数として与えられたオブジェクトをsetに変換することができます。

例えば、以下のコードは、range()関数で生成された整数シーケンスをsetに変換しています。

my_set = set(range(0, 5))
print(my_set)

上記のコードは、{0, 1, 2, 3, 4}というsetを出力します。

range()関数を使った文字列の操作方法

「range()関数を使用して、文字列の各文字にアクセスする方法」

文字列を文字単位で処理するために、range()関数を使用することができます。具体的には、文字列の長さを取得し、range()関数を使用して、各文字のインデックスにアクセスすることができます。

以下の例では、range()関数を使用して、文字列 “Hello” の各文字にアクセスしています。

my_string = "Hello"
for i in range(len(my_string)):
    print(my_string[i])

このコードは、文字列 “Hello” の各文字を出力します。

H
e
l
l
o

「range()関数を使用して、文字列を連結する方法」

range()関数を使用して、文字列を連結するには、forループを使用します。各文字列を連結するために、+演算子を使用します。

以下の例では、range()関数を使用して、文字列 “Hello” を3回連結しています。

my_string = ""
for i in range(3):
    my_string += "Hello"
print(my_string)

このコードは、”Hello” を3回連結した文字列 “HelloHelloHello” を出力します。

range()関数を使用する上での注意点

range()関数で生成される連続する整数の集まりの最後の値について

例えば、range(2, 7)を実行すると、2から6までの整数の集まりが生成されます。集まりの最後の値は6であり、7は含まれません。

以下は、range()関数を使ってリストを生成する例です。range()関数で生成された整数の集まりをlist()関数でリストに変換し、forループでリストの要素を1つずつ取り出しています。

my_list = list(range(2, 7))
for i in my_list:
    print(i)

実行結果は以下の通りです。

2
3
4
5
6

range()関数でステップ幅に0を指定した場合の挙動について

次に、「range()関数でステップ幅に0を指定した場合の挙動について」を解説します。

range()関数でステップ幅に0を指定すると、以下のようなTypeErrorが発生します。

TypeError: 'range' object cannot have step == 0

これは、ステップ幅が0の場合、range()関数が正しく機能しないためです。ステップ幅が0の場合、range()関数は、無限ループに陥ってしまいます。そのため、Pythonはステップ幅に0を指定することを許可していません。

まとめ