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。

我想加一个你好，世界！为初学者解释切片基础知识的示例。这对我帮助很大。

让我们列出六个值[“P”、“Y”、“T”、“H”、“O”、“N”]：

+---+---+---+---+---+---+
| P | Y | T | H | O | N |
+---+---+---+---+---+---+
  0   1   2   3   4   5

现在，该列表中最简单的部分是其子列表。符号是[<index>：<index>]，关键是这样读：

[ start cutting before this index : end cutting before this index ]

现在，如果你从上面的列表中选择一个片段[2:5]，就会发生这种情况：

        |           |
+---+---|---+---+---|---+
| P | Y | T | H | O | N |
+---+---|---+---+---|---+
  0   1 | 2   3   4 | 5

在索引为2的元素之前进行了一次切割，在索引为5的元素之前又进行了一个切割。因此，结果将是这两个剪辑之间的一个片段，一个列表['T'，'H'，'O']。

在找到这张很棒的桌子http://wiki.python.org/moin/MovingToPythonFromOtherLanguages

Python indexes and slices for a six-element list.
Indexes enumerate the elements, slices enumerate the spaces between the elements.

Index from rear:    -6  -5  -4  -3  -2  -1      a=[0,1,2,3,4,5]    a[1:]==[1,2,3,4,5]
Index from front:    0   1   2   3   4   5      len(a)==6          a[:5]==[0,1,2,3,4]
                   +---+---+---+---+---+---+    a[0]==0            a[:-2]==[0,1,2,3]
                   | a | b | c | d | e | f |    a[5]==5            a[1:2]==[1]
                   +---+---+---+---+---+---+    a[-1]==5           a[1:-1]==[1,2,3,4]
Slice from front:  :   1   2   3   4   5   :    a[-2]==4
Slice from rear:   :  -5  -4  -3  -2  -1   :
                                                b=a[:]
                                                b==[0,1,2,3,4,5] (shallow copy of a)

我个人认为这就像一个for循环：

a[start:end:step]
# for(i = start; i < end; i += step)

此外，请注意，start和end的负值是相对于列表末尾的，并且在上面的示例中通过given_index+a.shape[0]计算。

我有点沮丧，因为找不到一个准确描述切片功能的在线源代码或Python文档。

我接受了Aaron Hall的建议，阅读了CPython源代码的相关部分，并编写了一些Python代码，这些代码执行切片与CPython中的切片类似。我已经用Python 3对整数列表进行了数百万次随机测试。

您可能会发现我的代码中对CPython中相关函数的引用很有用。

def slicer(x, start=None, stop=None, step=None):
    """ Return the result of slicing list x.  

    See the part of list_subscript() in listobject.c that pertains 
    to when the indexing item is a PySliceObject.
    """

    # Handle slicing index values of None, and a step value of 0.
    # See PySlice_Unpack() in sliceobject.c, which
    # extracts start, stop, step from a PySliceObject.
    maxint = 10000000       # A hack to simulate PY_SSIZE_T_MAX
    if step is None:
        step = 1
    elif step == 0:
        raise ValueError('slice step cannot be zero')

    if start is None:
        start = maxint if step < 0 else 0
    if stop is None:
        stop = -maxint if step < 0 else maxint

    # Handle negative slice indexes and bad slice indexes.
    # Compute number of elements in the slice as slice_length.
    # See PySlice_AdjustIndices() in sliceobject.c
    length = len(x)
    slice_length = 0

    if start < 0:
        start += length
        if start < 0:
            start = -1 if step < 0 else 0
    elif start >= length:
        start = length - 1 if step < 0 else length

    if stop < 0:
        stop += length
        if stop < 0:
            stop = -1 if step < 0 else 0
    elif stop > length:
        stop = length - 1 if step < 0 else length

    if step < 0:
        if stop < start:
            slice_length = (start - stop - 1) // (-step) + 1
    else:
        if start < stop:
            slice_length = (stop - start - 1) // step + 1

    # Cases of step = 1 and step != 1 are treated separately
    if slice_length <= 0:
        return []
    elif step == 1:
        # See list_slice() in listobject.c
        result = []
        for i in range(stop - start):
            result.append(x[i+start])
        return result
    else:
        result = []
        cur = start
        for i in range(slice_length):
            result.append(x[cur])
            cur += step
        return result

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