流畅的Python——切片

Posted 2021-02-07 YC的技术笔记

2.4　切片

在 Python 里，像列表（list）、元组（tuple）和字符串（str）这类序列类型都支持切片操作，但是实际上切片操作比人们所想象的要强大很多。

在我个人的使用经历来看，在算法实践中切片用的还以比较多的。

首先我们先来简单的温习一下切片的使用。

一、 Python可切片对象的索引方式

包括：正索引和负索引两部分，如下图所示，以a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]为例：

二、 Python切片操作的一般方式

一个完整的切片表达式包含两个“:”，用于分隔三个参数(start_index、end_index、step)，当只有一个“:”时，默认第三个参数step=1。

切片操作基本表达式：object[start_index:end_index:step]

• step：正负数均可，其绝对值大小决定了切取数据时的‘‘步长”，而正负号决定了“切取方向”，正表示“从左往右”取值，负表示“从右往左”取值。当step省略时，默认为1，即从左往右以增量1取值。“切取方向非常重要！”“切取方向非常重要！”“切取方向非常重要！”，重要的事情说三遍！

• start_index：表示起始索引（包含该索引本身）；该参数省略时，表示从对象“端点”开始取值，至于是从“起点”还是从“终点”开始，则由step参数的正负决定，step为正从“起点”开始，为负从“终点”开始。

• end_index：表示终止索引（不包含该索引本身）；该参数省略时，表示一直取到数据“端点”，至于是到“起点”还是到“终点”，同样由step参数的正负决定，step为正时直到“终点”，为负时直到“起点”。

2.4.1　为什么切片和区间会忽略最后一个元素

在切片和区间操作里不包含区间范围的最后一个元素是 Python 的风格，这个习惯符合Python、 C 和其他语言里以 0 作为起始下标的传统。这样做带来的好处如下。

• 当只有最后一个位置信息时，可以快速看出切片和区间里有几个元素： range(3) 和 my_list[:3] 都返回 3 个元素。
• 当起止位置信息都可见时，可以快速计算出切片和区间的长度，用后一个数减去第一个下标（stop - start）即可。
• 可利用任意一个下标来把序列分割成不重叠的两部分，只要写成my_list[:x] 和 my_list[x:] 就可以了，如下所示

>>> l = [10, 20, 30, 40, 50, 60]
>>> l[:2] # 在下标2的地方分割
[10, 20]
>>> l[2:]
[30, 40, 50, 60]
>>> l[:3] # 在下标3的地方分割
[10, 20, 30]
>>> l[3:]
[40, 50, 60]

好了喜闻乐见的初级内容到此结束了，下面将解释一下切片的实现原理

2.4.2 对对象进行切片

以用 s[a???c] 的形式对 s 在 a 和 b 之间以 c 为间隔取值。 c 的值还可以为负，负值意味着反向取值。

>>> s = 'bicycle'
>>> s[::3]
'bye'
>>> s[::-1]
'elcycib'
>>> s[::-2]
'eccb

要正确处理这种 [] 运算符的话，对象的特殊方法__getitem__ 和__setitem__ 需要以元组的形式来接收
a[i, j] 中的索引。也就是说，如果要得到 a[i, j] 的值， Python 会调用
a.__getitem__((i, j))。

2.4.3　给切片赋值

如果把切片放在赋值语句的左边，或把它作为 del 操作的对象，我们就可以对序列进行嫁接、切除或就地修改操作 。

In [1]: a = list(range(10))

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

In [3]: a[2:5]
Out[3]: [2, 3, 4]

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

In [5]: a[2:5] =[20,30]

In [6]: a
Out[6]: [0, 1, 20, 30, 5, 6, 7, 8, 9]

In [7]: a[2:5] =100
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-7-5ed84eaff528> in <module>()
----> 1 a[2:5] =100

TypeError: can only assign an iterable

In [8]: a[2:5] =[100]

In [9]: a
Out[9]: [0, 1, 100, 6, 7, 8, 9]

In [10]: a
Out[10]: [0, 1, 100, 6, 7, 8, 9]