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

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。

其他回答

还可以使用切片分配从列表中删除一个或多个元素:

r = [1, 'blah', 9, 8, 2, 3, 4]
>>> r[1:4] = []
>>> r
[1, 2, 3, 4]

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。

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。

我的大脑似乎很乐意接受lst[开始:结束]包含开始项。我甚至可以说这是一个“自然的假设”。

但偶尔会有一种怀疑悄悄出现,我的大脑会要求我保证它不包含结尾元素。

在这些时刻,我依靠这个简单的定理:

for any n,    lst = lst[:n] + lst[n:]

这个漂亮的属性告诉我,lst[start:end]不包含end-th项,因为它位于lst[end:]中。

注意,这个定理对任何n都是正确的。例如,您可以检查

lst = range(10)
lst[:-42] + lst[-42:] == lst

返回True。

使用一点后,我意识到最简单的描述是它与for循环中的参数完全相同。。。

(from:to:step)

其中任何一项都是可选的:

(:to:step)
(from::step)
(from:to)

然后,负索引只需要将字符串的长度添加到负索引中即可理解它。

不管怎样,这对我来说都很有效。。。