解释Python的切片表示法

简而言之，下标表示法（subscriptable[subscriptarg]）中的冒号（：）构成切片表示法，它具有可选的参数start、stop和step：

sliceable[start:stop:step]

Python切片是一种快速计算的方法，可以系统地访问部分数据。在我看来，要成为一名中级Python程序员，这是语言的一个必须熟悉的方面。

重要定义

首先，让我们定义几个术语：

start：切片的起始索引，除非它与stop相同，否则它将包含该索引处的元素，默认为0，即第一个索引。如果是负数，则表示从末尾开始n个项目。stop：切片的结束索引，它不包括该索引处的元素，默认为切片序列的长度，即，直到并包括结束。step：索引增加的量，默认为1。如果它是负的，那么你正在反向切片可迭代的。

索引的工作原理

你可以做这些正数或负数中的任何一个。正数的含义很简单，但对于负数，就像Python中的索引一样，从开始和停止的末尾开始向后计数，对于步骤，只需减少索引。此示例来自文档的教程，但我对其进行了轻微修改，以指示每个索引引用的序列中的哪个项：

 +---+---+---+---+---+---+
 | P | y | t | h | o | n |
 +---+---+---+---+---+---+
   0   1   2   3   4   5 
  -6  -5  -4  -3  -2  -1

切片的工作原理

要对支持它的序列使用切片表示法，必须在序列后面的方括号中至少包含一个冒号（根据Python数据模型，这实际上实现了序列的__getitem_方法）

切片表示法的工作原理如下：

sequence[start:stop:step]

回想一下，start、stop和step都有默认值，所以要访问默认值，只需省略参数即可。

从列表（或任何其他支持它的序列，如字符串）中获取最后九个元素的切片表示法如下所示：

my_list[-9:]

当我看到这一点时，我把括号里的部分读成了“从结尾到结尾的第9个”（实际上，我在心里把它缩写为“-9，on”）

说明：

完整符号为

my_list[-9:None:None]

并替换默认值（实际上，当step为负值时，stop的默认值为-len（my_list）-1，因此None for stop实际上意味着它将转到任何结束步骤）：

my_list[-9:len(my_list):1]

冒号：是告诉Python你给它一个切片，而不是一个常规索引。这就是为什么在Python2中制作列表浅拷贝的惯用方法是

list_copy = sequence[:]

清除它们的方法是：

del my_list[:]

（Python 3获得list.copy和list.clear方法。）

当步骤为负时，启动和停止的默认值将更改

默认情况下，当step参数为空（或None）时，将其赋值为+1。

但是您可以传入一个负整数，列表（或大多数其他标准可切片）将从结尾到开头进行切片。

因此，负切片将更改开始和停止的默认值！

在源中确认

我希望鼓励用户阅读源代码和文档。切片对象和此逻辑的源代码位于此处。首先，我们确定步骤是否为负：

step_is_negative=step_sign<0；

如果是这样的话，下限是-1，意味着我们一直切到并包括开头，上限是长度减1，意味着从结尾开始。（注意，这个-1的语义不同于用户可以在Python中传递指示最后一项的索引的-1。）

if（step_is_negative）{lower=PyLong_FromLong（-1L）；if（下限==NULL）转到错误；上限=PyNumber_Add（长度，下限）；if（上限==NULL）转到错误；}

否则，step为正值，下限将为零，上限（我们将向上，但不包括）为切片列表的长度。

其他{lower=_PyLong_Zero；Py_INCREF（下部）；上限=长度；Py_INCREF（上部）；}

然后，我们可能需要应用start和stop的默认值。如果step为负值，那么start的默认值将计算为上限：

如果（self->start==Py_None）{start=step_is_negative？上部：下部；Py_INCREF（启动）；}

并停止，下限：

如果（self->stop==Py_None）{stop=step_is_negative？下：上；Py_INCREF（停止）；}

给你的切片起个描述性的名字！

您可能会发现将形成切片与将其传递到列表分开是很有用的__getitem_方法（这就是方括号的作用）。即使你不是新手，它也能让你的代码更可读，这样其他可能需要阅读你的代码的人就能更容易地理解你在做什么。

但是，不能只将一些用冒号分隔的整数分配给变量。您需要使用切片对象：

last_nine_slice = slice(-9, None)

第二个参数None是必需的，因此第一个参数被解释为开始参数，否则它将是停止参数。

然后可以将切片对象传递给序列：

>>> list(range(100))[last_nine_slice]
[91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]

有趣的是，范围也可以分片：

>>> range(100)[last_nine_slice]
range(91, 100)

内存注意事项：

由于Python列表的切片会在内存中创建新的对象，因此需要注意的另一个重要函数是itertool.islice。通常，您需要对切片进行迭代，而不仅仅是在内存中静态创建。islice非常适合这个。需要注意的是，它不支持开始、停止或步骤的负参数，因此如果这是一个问题，您可能需要提前计算索引或反转可迭代项。

length = 100
last_nine_iter = itertools.islice(list(range(length)), length-9, None, 1)
list_last_nine = list(last_nine_iter)

现在：

>>> list_last_nine
[91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]

列表切片复制是列表本身的一个特点。如果您正在切片像PandasDataFrame这样的高级对象，它可能会返回原始对象的视图，而不是副本。

基本的切片技术是定义起点、终点和步长（也称为步幅）。

首先，我们将创建一个用于切片的值列表。

创建两个要切片的列表。第一个是从1到9的数字列表（列表a）。第二个也是数字列表，从0到9（列表B）：

A = list(range(1, 10, 1)) # Start, stop, and step
B = list(range(9))

print("This is List A:", A)
print("This is List B:", B)

索引A中的数字3和B中的数字6。

print(A[2])
print(B[6])

基本切片

用于切片的扩展索引语法是aList[start:stop:step]。start参数和step参数都默认为None，唯一需要的参数是stop。您是否注意到这与使用范围定义列表A和B的方式类似？这是因为切片对象表示由范围（开始、停止、步骤）指定的索引集。

如您所见，仅定义stop返回一个元素。由于start默认为none，这意味着只检索一个元素。

需要注意的是，第一个元素是索引0，而不是索引1。这就是为什么我们在本练习中使用两个列表。列表A的元素根据序号位置进行编号（第一个元素是1，第二个元素是2，等等），而列表B的元素是用于对其进行索引的数字（对于第一个元素，[0]，等等）。

通过扩展索引语法，我们可以检索一系列值。例如，使用冒号检索所有值。

A[:]

要检索元素的子集，需要定义开始和停止位置。

给定模式aList[start:stop]，从列表A中检索前两个元素。

简单易懂：

在Python中，切片符号a[start:stop:step]可以用于从序列中选择一系列元素（例如列表、元组或字符串）。

起始索引是包括在切片中的第一个元素，

停止索引是从切片中排除的第一个元素，也是最后一个元素

步长值是切片元素之间的索引数。

例如，考虑以下列表：

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

如果要选择a的所有元素，可以使用切片符号a[：]：

>>> a[:]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

如果我们想选择a的所有元素，但跳过其他元素，我们可以使用切片符号a[：：2]：

>>> a[::2]
[0, 2, 4, 6, 8]

如果我们想选择从第三个元素（索引2）到第七个元素（索引号6）的所有元素，我们可以使用切片符号a[2:7]：

>>> a[2:7]
[2, 3, 4, 5, 6]

如果我们想选择从第三个元素（索引2）到第七个元素（索引号6）的所有元素，但跳过其他元素，我们可以使用切片符号a[2:7:2]：

>>> a[2:7:2]
[2, 4, 6]

如果我们想选择从第三个元素（索引2）到列表末尾的所有元素，我们可以使用切片符号a[2:]：

>>> a[2:]
[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

如果我们想选择从列表开头到第七个元素（索引6）的所有元素，我们可以使用切片符号a[：7]：

>>> a[:7]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]

如果您想了解有关切片表示法的更多信息，可以参考Python官方文档：链接1链接2

语法为：

a[start:stop]  # items start through stop-1
a[start:]      # items start through the rest of the array
a[:stop]       # items from the beginning through stop-1
a[:]           # a copy of the whole array

还有一个步长值，可用于上述任何一项：

a[start:stop:step] # start through not past stop, by step

要记住的关键点是：stop值表示不在所选切片中的第一个值。因此，停止和开始之间的区别是所选元素的数量（如果步骤为1，则为默认值）。

另一个特点是start或stop可以是负数，这意味着它从数组的末尾开始计数，而不是从开始计数。因此：

a[-1]    # last item in the array
a[-2:]   # last two items in the array
a[:-2]   # everything except the last two items

类似地，步骤可以是负数：

a[::-1]    # all items in the array, reversed
a[1::-1]   # the first two items, reversed
a[:-3:-1]  # the last two items, reversed
a[-3::-1]  # everything except the last two items, reversed

如果项目比你要求的少，Python对程序员很友好。例如，如果您请求一个[：-2]，而一个只包含一个元素，则会得到一个空列表而不是一个错误。有时你会更喜欢错误，所以你必须意识到这可能会发生。

与切片对象的关系

切片对象可以表示切片操作，即：

a[start:stop:step]

相当于：

a[slice(start, stop, step)]

根据参数的数量，切片对象的行为也略有不同，类似于range（），即切片（stop）和切片（start，stop[，step]）都受支持。要跳过指定给定参数，可以使用None，例如[start:]等同于[sslice（start，None）]或[：：-1]等同于[Sslice（None，None，-1）]。

虽然基于：的表示法对简单切片非常有用，但slice（）对象的显式使用简化了切片的编程生成。

在Python 2.7中

Python中的切片

[a:b:c]

len = length of string, tuple or list

c -- default is +1. The sign of c indicates forward or backward, absolute value of c indicates steps. Default is forward with step size 1. Positive means forward, negative means backward.

a --  When c is positive or blank, default is 0. When c is negative, default is -1.

b --  When c is positive or blank, default is len. When c is negative, default is -(len+1).

理解索引分配非常重要。

In forward direction, starts at 0 and ends at len-1

In backward direction, starts at -1 and ends at -len

当你说[a:b:c]时，你是说根据c的符号（向前或向后），从a开始，到b结束（不包括bth索引中的元素）。使用上面的索引规则，并记住您只能找到此范围内的元素：

-len, -len+1, -len+2, ..., 0, 1, 2,3,4 , len -1

但这一范围在两个方向上无限延伸：

...,-len -2 ,-len-1,-len, -len+1, -len+2, ..., 0, 1, 2,3,4 , len -1, len, len +1, len+2 , ....

例如：

             0    1    2   3    4   5   6   7   8   9   10   11
             a    s    t   r    i   n   g
    -9  -8  -7   -6   -5  -4   -3  -2  -1

如果在使用上面的a、b、c的规则进行遍历时，a、b和c的选择允许与上面的范围重叠，则会得到一个包含元素的列表（在遍历过程中被触摸），或者得到一个空列表。

最后一件事：如果a和b相等，那么也会得到一个空列表：

>>> l1
[2, 3, 4]

>>> l1[:]
[2, 3, 4]

>>> l1[::-1] # a default is -1 , b default is -(len+1)
[4, 3, 2]

>>> l1[:-4:-1] # a default is -1
[4, 3, 2]

>>> l1[:-3:-1] # a default is -1
[4, 3]

>>> l1[::] # c default is +1, so a default is 0, b default is len
[2, 3, 4]

>>> l1[::-1] # c is -1 , so a default is -1 and b default is -(len+1)
[4, 3, 2]


>>> l1[-100:-200:-1] # Interesting
[]

>>> l1[-1:-200:-1] # Interesting
[4, 3, 2]


>>> l1[-1:-1:1]
[]


>>> l1[-1:5:1] # Interesting
[4]


>>> l1[1:-7:1]
[]

>>> l1[1:-7:-1] # Interesting
[3, 2]

>>> l1[:-2:-2] # a default is -1, stop(b) at -2 , step(c) by 2 in reverse direction
[4]

这里有一个简单的记忆方法，可以记住它是如何工作的：

S L*I*C*E*切片的“i”位于第一位，代表包容，“e”排在最后，代表独占。

所以array[j:k]将包括第j个元素，并排除第k个元素。