Python的切片表示法是如何工作的?也就是说:当我编写[x:y:z]、a[:]、a]::2]等代码时,我如何理解哪些元素最终会出现在切片中?请在适当的地方附上参考资料。
另请参见:为什么切片和范围上限是互斥的?
Python的切片表示法是如何工作的?也就是说:当我编写[x:y:z]、a[:]、a]::2]等代码时,我如何理解哪些元素最终会出现在切片中?请在适当的地方附上参考资料。
另请参见:为什么切片和范围上限是互斥的?
当前回答
枚举序列x语法允许的可能性:
>>> x[:] # [x[0], x[1], ..., x[-1] ]
>>> x[low:] # [x[low], x[low+1], ..., x[-1] ]
>>> x[:high] # [x[0], x[1], ..., x[high-1]]
>>> x[low:high] # [x[low], x[low+1], ..., x[high-1]]
>>> x[::stride] # [x[0], x[stride], ..., x[-1] ]
>>> x[low::stride] # [x[low], x[low+stride], ..., x[-1] ]
>>> x[:high:stride] # [x[0], x[stride], ..., x[high-1]]
>>> x[low:high:stride] # [x[low], x[low+stride], ..., x[high-1]]
当然,如果(高低)%步幅!=0,则终点将略低于高1。
如果步幅为负,则由于我们正在倒计时,顺序会有点改变:
>>> x[::-stride] # [x[-1], x[-1-stride], ..., x[0] ]
>>> x[high::-stride] # [x[high], x[high-stride], ..., x[0] ]
>>> x[:low:-stride] # [x[-1], x[-1-stride], ..., x[low+1]]
>>> x[high:low:-stride] # [x[high], x[high-stride], ..., x[low+1]]
扩展切片(带逗号和省略号)通常仅用于特殊数据结构(如NumPy);基本序列不支持它们。
>>> class slicee:
... def __getitem__(self, item):
... return repr(item)
...
>>> slicee()[0, 1:2, ::5, ...]
'(0, slice(1, 2, None), slice(None, None, 5), Ellipsis)'
其他回答
Python切片表示法:
a[start:end:step]
对于开始和结束,负值被解释为相对于序列的结束。结束的正索引表示要包含的最后一个元素之后的位置。空白值默认如下:[+0:-0:1]。使用否定步骤会颠倒开始和结束的解释
该符号扩展到(numpy)矩阵和多维数组。例如,要分割整个列,可以使用:
m[::,0:2:] ## slice the first two columns
切片保存数组元素的引用,而不是副本。如果您想单独复制一个数组,可以使用deepcopy()。
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。
在Python中,最基本的切片形式如下:
l[start:end]
其中l是一些集合,start是一个包含索引,end是一个独占索引。
In [1]: l = list(range(10))
In [2]: l[:5] # First five elements
Out[2]: [0, 1, 2, 3, 4]
In [3]: l[-5:] # Last five elements
Out[3]: [5, 6, 7, 8, 9]
当从开始切片时,可以省略零索引,而当切片到结束时,可以忽略最终索引,因为它是冗余的,所以不要冗长:
In [5]: l[:3] == l[0:3]
Out[5]: True
In [6]: l[7:] == l[7:len(l)]
Out[6]: True
负整数在相对于集合结尾进行偏移时非常有用:
In [7]: l[:-1] # Include all elements but the last one
Out[7]: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
In [8]: l[-3:] # Take the last three elements
Out[8]: [7, 8, 9]
切片时可以提供超出范围的索引,例如:
In [9]: l[:20] # 20 is out of index bounds, and l[20] will raise an IndexError exception
Out[9]: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
In [11]: l[-20:] # -20 is out of index bounds, and l[-20] will raise an IndexError exception
Out[11]: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
请记住,分割集合的结果是一个全新的集合。此外,当在赋值中使用切片表示法时,切片赋值的长度不需要相同。将保留分配切片之前和之后的值,集合将收缩或增长以包含新值:
In [16]: l[2:6] = list('abc') # Assigning fewer elements than the ones contained in the sliced collection l[2:6]
In [17]: l
Out[17]: [0, 1, 'a', 'b', 'c', 6, 7, 8, 9]
In [18]: l[2:5] = list('hello') # Assigning more elements than the ones contained in the sliced collection l [2:5]
In [19]: l
Out[19]: [0, 1, 'h', 'e', 'l', 'l', 'o', 6, 7, 8, 9]
如果忽略开始索引和结束索引,则将创建集合的副本:
In [14]: l_copy = l[:]
In [15]: l == l_copy and l is not l_copy
Out[15]: True
如果在执行赋值操作时省略了开始和结束索引,则集合的整个内容将替换为引用内容的副本:
In [20]: l[:] = list('hello...')
In [21]: l
Out[21]: ['h', 'e', 'l', 'l', 'o', '.', '.', '.']
除了基本切片外,还可以应用以下符号:
l[start:end:step]
其中l是一个集合,start是一个包含索引,end是一个排他索引,step是一个步长,可以用来获取l中的每n个项目。
In [22]: l = list(range(10))
In [23]: l[::2] # Take the elements which indexes are even
Out[23]: [0, 2, 4, 6, 8]
In [24]: l[1::2] # Take the elements which indexes are odd
Out[24]: [1, 3, 5, 7, 9]
使用step提供了在Python中反转集合的有用技巧:
In [25]: l[::-1]
Out[25]: [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
也可以使用负整数作为步骤,如下例所示:
In[28]: l[::-2]
Out[28]: [9, 7, 5, 3, 1]
然而,使用负值作为步长可能会变得非常混乱。此外,为了成为Pythonic,您应该避免在单个切片中使用start、end和step。如果需要这样做,可以考虑在两个任务中完成(一个任务是切片,另一个任务则是跨步)。
In [29]: l = l[::2] # This step is for striding
In [30]: l
Out[30]: [0, 2, 4, 6, 8]
In [31]: l = l[1:-1] # This step is for slicing
In [32]: l
Out[32]: [2, 4, 6]
这是我教新手切片的方法:
理解索引和切片之间的区别:
WikiPython有一幅惊人的图片,它清楚地区分了索引和切片。
这是一个包含六个元素的列表。为了更好地理解切片,请将该列表视为一组放在一起的六个框。每个盒子里都有一个字母表。
索引就像处理盒子的内容。您可以检查任何框的内容。但是你不能同时检查多个盒子的内容。你甚至可以替换盒子里的东西。但你不能在一个盒子里放两个球,也不能一次换两个球。
In [122]: alpha = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
In [123]: alpha
Out[123]: ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
In [124]: alpha[0]
Out[124]: 'a'
In [127]: alpha[0] = 'A'
In [128]: alpha
Out[128]: ['A', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
In [129]: alpha[0,1]
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-129-c7eb16585371> in <module>()
----> 1 alpha[0,1]
TypeError: list indices must be integers, not tuple
切片就像处理盒子一样。你可以拿起第一个盒子放在另一张桌子上。要拿起盒子,你只需要知道盒子的开始和结束位置。
您甚至可以选择前三个框或最后两个框,或1到4之间的所有框。所以,如果你知道开始和结束,你可以选择任何一组框。这些位置称为开始和停止位置。
有趣的是,您可以同时替换多个框。此外,您可以在任何地方放置多个盒子。
In [130]: alpha[0:1]
Out[130]: ['A']
In [131]: alpha[0:1] = 'a'
In [132]: alpha
Out[132]: ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
In [133]: alpha[0:2] = ['A', 'B']
In [134]: alpha
Out[134]: ['A', 'B', 'c', 'd', 'e', 'f']
In [135]: alpha[2:2] = ['x', 'xx']
In [136]: alpha
Out[136]: ['A', 'B', 'x', 'xx', 'c', 'd', 'e', 'f']
切片步骤:
到目前为止,您已连续拾取箱子。但有时你需要单独拾取。例如,您可以每隔一秒钟拾取一个盒子。你甚至可以从最后每隔三个盒子取一个。该值称为步长。这代表了您连续拾取之间的差距。如果您从开始到结束拾取框,则步长应为正值,反之亦然。
In [137]: alpha = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
In [142]: alpha[1:5:2]
Out[142]: ['b', 'd']
In [143]: alpha[-1:-5:-2]
Out[143]: ['f', 'd']
In [144]: alpha[1:5:-2]
Out[144]: []
In [145]: alpha[-1:-5:2]
Out[145]: []
Python如何找出缺少的参数:
切片时,如果忽略了任何参数,Python会尝试自动计算。
如果您检查CPython的源代码,您会发现一个名为PySlice_GetIndices Ex()的函数,它计算出任何给定参数的切片索引。下面是Python中的逻辑等价代码。
此函数采用Python对象和可选参数进行切片,并返回所请求切片的开始、停止、步骤和切片长度。
def py_slice_get_indices_ex(obj, start=None, stop=None, step=None):
length = len(obj)
if step is None:
step = 1
if step == 0:
raise Exception("Step cannot be zero.")
if start is None:
start = 0 if step > 0 else length - 1
else:
if start < 0:
start += length
if start < 0:
start = 0 if step > 0 else -1
if start >= length:
start = length if step > 0 else length - 1
if stop is None:
stop = length if step > 0 else -1
else:
if stop < 0:
stop += length
if stop < 0:
stop = 0 if step > 0 else -1
if stop >= length:
stop = length if step > 0 else length - 1
if (step < 0 and stop >= start) or (step > 0 and start >= stop):
slice_length = 0
elif step < 0:
slice_length = (stop - start + 1)/(step) + 1
else:
slice_length = (stop - start - 1)/(step) + 1
return (start, stop, step, slice_length)
这就是切片背后的智慧。由于Python有一个名为slice的内置函数,您可以传递一些参数,并检查它如何巧妙地计算缺少的参数。
In [21]: alpha = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
In [22]: s = slice(None, None, None)
In [23]: s
Out[23]: slice(None, None, None)
In [24]: s.indices(len(alpha))
Out[24]: (0, 6, 1)
In [25]: range(*s.indices(len(alpha)))
Out[25]: [0, 1, 2, 3, 4, 5]
In [26]: s = slice(None, None, -1)
In [27]: range(*s.indices(len(alpha)))
Out[27]: [5, 4, 3, 2, 1, 0]
In [28]: s = slice(None, 3, -1)
In [29]: range(*s.indices(len(alpha)))
Out[29]: [5, 4]
注:这篇文章最初写在我的博客《Python切片背后的智能》中。
枚举序列x语法允许的可能性:
>>> x[:] # [x[0], x[1], ..., x[-1] ]
>>> x[low:] # [x[low], x[low+1], ..., x[-1] ]
>>> x[:high] # [x[0], x[1], ..., x[high-1]]
>>> x[low:high] # [x[low], x[low+1], ..., x[high-1]]
>>> x[::stride] # [x[0], x[stride], ..., x[-1] ]
>>> x[low::stride] # [x[low], x[low+stride], ..., x[-1] ]
>>> x[:high:stride] # [x[0], x[stride], ..., x[high-1]]
>>> x[low:high:stride] # [x[low], x[low+stride], ..., x[high-1]]
当然,如果(高低)%步幅!=0,则终点将略低于高1。
如果步幅为负,则由于我们正在倒计时,顺序会有点改变:
>>> x[::-stride] # [x[-1], x[-1-stride], ..., x[0] ]
>>> x[high::-stride] # [x[high], x[high-stride], ..., x[0] ]
>>> x[:low:-stride] # [x[-1], x[-1-stride], ..., x[low+1]]
>>> x[high:low:-stride] # [x[high], x[high-stride], ..., x[low+1]]
扩展切片(带逗号和省略号)通常仅用于特殊数据结构(如NumPy);基本序列不支持它们。
>>> class slicee:
... def __getitem__(self, item):
... return repr(item)
...
>>> slicee()[0, 1:2, ::5, ...]
'(0, slice(1, 2, None), slice(None, None, 5), Ellipsis)'