Python中的分片(slice)问题？

Posted 2023-04-21

在Python的官方文档（《The Python Language Reference, Release 3.2》）中的第“5.3.3 Slicings”小节中给出了分片的定义，如下：
slicing ::= primary "[" slice_list "]"
slice_list ::= slice_item ("," slice_item)* [","]
slice_item ::= expression | proper_slice
proper_slice ::= [lower_bound] ":" [upper_bound] [ ":" [stride] ]
lower_bound ::= expression
upper_bound ::= expression
stride ::= expression

从第三行到第七行我们知道，在分片（slice）中也支持索引（index）操作。在该小节当中，文档指出：任何下标（subscription，我们也可以索引index；正如在C/C++中，索引和下标是一个意思）能够被当作一个分片来解析。在“5.3.2 Subscriptions“中文档又指出：对于一个序列类型运用下标操作时，下标表达式必须计算为一个整数或分片。所以，我们可以认为，下标是一个特殊的分片；我们在这把上述定义中的索引和分片统称为分片。

所以，在上述分片定义中，使用的语法就是分片（我们认为索引是特殊的分片）。

现在，我们再来看第一行和第二行。第一行很好理解。对于第二行，根据BNF法则（Python定义语法时使用的法则），我们可以理解为：在使用分片时，可以使用用逗号隔开的一个或多个（至少一个）分片。

这时，我们给出一个例子。如下：
>>>a="1234567890"
>>>a[0],a[1],a[2]
>>>a[0,1,2]
>>>a[0:2,1:3,3:-1]
>>>a[0,1,2:-1]

经过以上的分析，我们应该由理由知道：上面给出的例子，都应该是正确的。但是，在使用时，只有第二行（a[0],a[1],a[2]）是对的，其他的都提示说语法错误（抛出TypeError异常）。这是为什么呢？难道是我理解错了？我是根据“分片定义”中的第二行理解的，才得出的这个结果。如果我理解错了，那这句应该怎样理解？

另外，在内置类型当中，分片是对于序列类型（包括string, list, tuple三种）和映射类型（只有dictionay一种）；换句话说，序列类型和映射类型都是支持分片，都能使用分片操作。但在第5.3.3小节当中的最后一段的第一前两名如下：“The semantics for a slicing are as follows. The primary must evaluate to a mapping object, and it is indexed (using the same __getitem__()method sa normal subscription) with a key that is constructed from the slice list.” 我们可以从这句话中得出，分片只支持映射类型，因为primary必须被计算为一个属于映射类型的对象。这又是为什么？前后是不是很矛盾？

在以上问题当中，正确的理解是什么？

1 一般的分片是针对python中的标准list等类型来说的 ；而string是一个有点特殊的list ，最好用一般的list比如 data = [1,2,3,4,5,6]，str是个特例，它是str类型，其实已经封装为一个内置对象了；

2 至于你给出的例子，我倒是想起了matlab；一般我都是用py里的分片 d[1:5:2]或者d[5:1:-2] 这样

3 分片的时候一定要是整形，也就是integer，不管是list还是str ！追问

你说的我也明白，不过，按照语法，分片基本上操作的对象是序列型的，而字符串也是序列型的一种。退一步来说，就算不适应于str型的，那list型的应该可以吧？！我试了一下，同样是错误的！也就是说，上面列出的例子不论是str型的还是list型的，只要是序列型的，都是错误的。难道官方文档中的定义错了？还是我理解错了，不该这么用？如果真是这样的话，那么官方文档就要修改一下，不然这很容易让人误解！希望官方文档没有错！

追答

1 python本质上是一种语言规范和设计，而在具体实现的时候是要有所权衡的，这也是为什么会有cpython, jython,甚至pypy的原因之一；
2 你提到slice中保存的部分，就语言实现来说，其实内置类型都不支持；只有在特定场合比如使用LX提到的numpy等模块时，才会用到；而且这种用法个人也觉得可能来自于matlab等计算机代数系统中的矩阵操作。
3 可否提供你所参考的文档具体URL ?

参考资料：http://docs.python.org/tutorial/introduction.html#lists

参考技术A 这个语法不是这么用的，事实上这种slice_list极少用到，除非你要进行矩阵计算时看上去好看些，但不用它你也可以实现矩阵计算。
>>>import numpy
>>> a = numpy.matrix([[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]])
matrix([[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9]])

>>> a[0:2,1:3]
matrix([[2, 3],
[5, 6]])
事实上上面的效果你用个循环很容易做出来，这种语法糖只是好看点。

一般你最多也就用到a[10:0:-2]了，足够了。追问

我也知道，而且我以前也从来没有见过有谁这样用过。我只不过是在看官方文档时，根据它的定义自己理解的：按照它的定义，这样的语法也应该可以接受；既然可以接受，那也就能够运行，而不会成为一个错误。对于这样的语法，在序列类型上使用时，问题错的。
另外，我的这个问题是针对官方文档在定义内置类型（序列型的类型）上的操作的，不是其他模块中定义的类型的操作。

参考技术B
参考技术C

Python 数据类型中的“冒号“[::]----分片与步长

例如：

string = "what the fuck^_^" 

可以使用分片符和步长符:来给字符串进行分片和定义步长

string = "what the fuck^_^" 
#默认返回全部
print string[:]

#返回1到9结果
print string[1:9]

#返回1到9结果,步长为1
print string[1:9:]

#返回1到9结果,步长为2
print string[1:9:2]

#返回1到9结果,步长为-1
print string[1:9:-1]

#转置
print string[::-1]

结果如下:

这里发现

#返回1到9结果,步长为-1
print string[1:9:-1]

没有输出1到9的逆序，这时将string[1:9]看成第一个字符串，然后转置就行了

#返回1到9结果,步长为-1
print string[1:9][::-1]

 

用这个方法判断某个字符串的子串是否为回文串就很有灵性了