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python: range和arange区别

news 来源：原创 2025/5/15 2:03:55

range 和 arange 都可用于生成一系列数字，但它们分属于不同的工具，在功能、使用场景和特性上存在差异。

来源和基本用途

range：这是 Python 内置函数，主要用于创建不可变的整数序列，常结合 for 循环使用，实现指定次数的迭代操作。
arange：它是 NumPy 库中的函数，全称为 numpy.arange。主要用于生成一维的 NumPy 数组，在科学计算和数据处理中使用频繁。

语法和参数

range：有三种调用形式：
range(stop)：生成从 0开始到 stop - 1 的整数序列。
range(start, stop)：生成从 start 开始到 stop - 1 的整数序列。
range(start, stop, step)：生成从start 开始，以 step 为步长，到 stop - 1 的整数序列。

# 示例
for i in range(5):
    print(i)

for i in range(2, 5):
    print(i)

for i in range(1, 10, 2):
    print(i)

arange：语法为 numpy.arange([start, ]stop, [step, ], dtype=None)。start是起始值（可选，默认为 0），stop 是终止值，step 是步长（可选，默认为 1），dtype 是数组的数据类型（可选）。

import numpy as np

arr1 = np.arange(5)
print(arr1)

arr2 = np.arange(2, 5)
print(arr2)

arr3 = np.arange(1, 10, 2)
print(arr3)

数据类型和步长灵活性

range：只能生成整数序列，步长也必须是整数。如果你传入非整数的步长，会引发 TypeError 异常。

try:
    for i in range(1, 5, 0.5):
        print(i)
except TypeError as e:
    print(f"错误信息: {e}")

arange：步长可以是浮点数，能够生成包含浮点数的数组。

import numpy as np

arr = np.arange(1, 2, 0.1)
print(arr)

返回值类型

range：返回的是range对象，这是一种不可变的序列类型。它是惰性的，只有在迭代时才会逐个生成元素，节省内存。

my_range = range(5)
print(type(my_range))

arange：返回的是 NumPy 的 ndarray 对象，是一个多维数组，支持 NumPy 提供的各种数组操作和数学运算。

import numpy as np

arr = np.arange(5)
print(type(arr))

性能方面

在处理大规模数据时，由于 arange 返回的是 NumPy 数组，其底层使用 C 语言实现，运算速度通常比 range 快。不过，如果只是进行简单的循环迭代，range 已经足够高效，并且代码更简洁。
综上所述，range 适用于简单的整数序列迭代，而 arange 在科学计算、需要处理浮点数序列或进行大规模数组操作时更具优势。