彻底搞懂Python切片操作

在利用Python解决各种实际问题的过程中,经常会遇到从某个对象中抽取部分值的情况,切片操作正是专门用于完成这一操作的有力武器。理论上而言,只要条件表达式得当,可以通过单次或多次切片操作实现任意切取目标值。切片操作的基本语法比较简单,但如果不彻底搞清楚内在逻辑,也极容易产生错误,而且这种错误有时隐蔽得比较深,难以察觉。本文通过详细例子总结归纳了切片操作的各种情况。若有错误和不足之处请大牛指正!

一、Python可切片对象的索引方式

Python可切片对象的索引方式包括:正索引负索引两部分。

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“。

三、Python切片操作详细例子

以下示例均以列表a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]为例:

>>> a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

1.切取单个值

>>> a[0]0>>> a[-4]6

2.切取完整对象

>>> a[:]# 从左往右[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>> a[::]# 从左往右[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]>>> a[::-1]# 从右往左[9,8,7,6,5,4,3,2,1,0]

3.start_index和end_index全为正(+)索引的情况

>>> a[1:6]# step=1,从左往右取值,start_index=1到end_index=6同样表示从左往右取值。[1,2,3,4,5]>>>a[1:6:-1]# step=-1,决定了从右往左取值,而start_index=1到end_index=6决定了从左往右取值,两者矛盾。>>> []# 输出为空列表,说明没取到数据。>>>a[6:1]# step=1,决定了从左往右取值,而start_index=6到end_index=1决定了从右往左取值,两者矛盾。>>> []# 同样输出为空列表。>>>a[:6]# step=1,从左往右取值,从“起点”开始一直取到end_index=6。>>> [0,1,2,3,4,5]>>>a[:6:-1]# step=-1,从右往左取值,从“终点”开始一直取到end_index=6。>>> [9,8,7]>>>a[6:]# step=1,从左往右取值,从start_index=6开始,一直取到“终点”。>>> [6,7,8,9]>>>a[6::-1]# step=-1,从右往左取值,从start_index=6开始,一直取到“起点”。>>> [6,5,4,3,2,1,0]

4.start_index和end_index全为负(-)索引的情况

>>>a[-1:-6]# step=1,从左往右取值,而start_index=-1到end_index=-6决定了从右往左取值,两者矛盾。>>> []>>>a[-1:-6:-1]# step=-1,从右往左取值,start_index=-1到end_index=-6同样是从右往左取值。>>> [9,8,7,6,5]>>>a[-6:-1]# step=1,从左往右取值,而start_index=-6到end_index=-1同样是从左往右取值。>>> [4,5,6,7,8]>>>a[:-6]# step=1,从左往右取值,从“起点”开始一直取到end_index=-6。>>> [0,1,2,3]>>>a[:-6:-1]# step=-1,从右往左取值,从“终点”开始一直取到end_index=-6。>>> [9,8,7,6,5]>>>a[-6:]# step=1,从左往右取值,从start_index=-6开始,一直取到“终点”。>>> [4,5,6,7,8,9]>>>a[-6::-1]# step=-1,从右往左取值,从start_index=-6开始,一直取到“起点”。>>> [4,3,2,1,0]

5.start_index和end_index正(+)负(-)混合索引的情况

>>>a[1:-6]# start_index=1在end_index=-6的左边,因此从左往右取值,而step=1同样决定了从左往右取值。>>> [1,2,3]>>>a[1:-6:-1]# start_index=1在end_index=-6的左边,因此从左往右取值,但step=-则决定了从右往左取值,两者矛盾。>>> []>>>a[-1:6]# start_index=-1在end_index=6的右边,因此从右往左取值,但step=1则决定了从左往右取值,两者矛盾。>>> []>>>a[-1:6:-1]# start_index=-1在end_index=6的右边,因此从右往左取值,而step=-1同样决定了从右往左取值。>>> [9,8,7]

6.连续切片操作

>>>a[:8][2:5][-1:]>>> [4]

相当于:

a[:8]=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

a[:8][2:5]= [2, 3, 4]

a[:8][2:5][-1:] = 4

理论上可无限次连续切片操作,只要上一次返回的依然是非空可切片对象。

7.切片操作的三个参数可以用表达式

>>>a[2+1:3*2:7%3]# 即:a[2+1:3*2:7%3] = a[3:6:1]>>> [3,4,5]

8.其他对象的切片操作

前面的切片操作说明都以list为例进行说明,但实际上可进行的切片操作的数据类型还有很多,包括元组、字符串等等。

>>> (0,1,2,3,4,5)[:3]# 元组的切片操作>>> (0,1,2)>>>'ABCDEFG'[::2]# 字符串的切片操作>>>'ACEG'>>>foriinrange(1,100)[2::3][-10:]:# 利用range函数生成1-99的整数,然后取3的倍数,再取最后十个。print(i, end=' ')>>> 72757881848790939699

四、Python常用切片操作

以列表:a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]为说明对象

1.取偶数位置

>>>b = a[::2][0,2,4,6,8]

2.取奇数位置

>>>b = a[1::2][1,3,5,7,9]

3.拷贝整个对象

>>>b = a[:]# ★★★★★>>>print(b)# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]>>>print(id(a))# 41946376>>>print(id(b))# 41921864>>>b = a.copy()>>>print(b)# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]>>>print(id(a))# 39783752>>>print(id(b))# 39759176

需要注意的是:[:]和.copy()都属于“浅拷贝”,只拷贝最外层元素,内层嵌套元素则通过引用,而不是独立分配内存。

>>>a = [1,2,['A','B']]>>>print('a={}'.format(a))a=[1,2, ['A','B']]# 原始a>>>b = a[:]>>>b[0] =9# 修改b的最外层元素,将1变成9>>>b[2][0] ='D'# 修改b的内嵌层元素>>>print('a={}'.format(a))# b修改内部元素A为D后,a中的A也变成了D,说明共享内部嵌套元素,但外部元素1没变。a=[1,2, ['D','B']] >>>print('b={}'.format(b))# 修改后的bb=[9,2, ['D','B']] >>>print('id(a)={}'.format(id(a)))id(a)=38669128>>>print('id(b)={}'.format(id(b)))id(b)=38669192

4.修改单个元素

>>>a[3] = ['A','B'][0,1,2, ['A','B'],4,5,6,7,8,9]

5.在某个位置插入元素

>>>a[3:3] = ['A','B','C'][0,1,2,'A','B','C',3,4,5,6,7,8,9]>>>a[0:0] = ['A','B']['A','B',0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]

6.替换一部分元素

>>>a[3:6] = ['A','B'][0,1,2,'A','B',6,7,8,9]

五、总结

(一)start_index、end_index、step可同为正、同为负,也可正负混合使用。但必须遵循一个原则,即两者的取值顺序必须是相同的,否则无法正确切取到数据:当start_index的位置在end_index的左边时,表示从左往右取值,此时step必须是正数(同样表示从左往右);当start_index的位置在end_index的右边时,表示从右往左取值,此时step必须是负数(同样表示从右往左)。对于特殊情况,当start_index或end_index省略时,起始索引和终止索引由step的正负来决定,不会存在取值方向出现矛盾的情况,但正和负取到的结果是完全不同的,因为一个向左一个向右。

(二)在利用切片时,step的正负是必须要考虑的,尤其是当step省略时。比如a[-1:],很容易就误认为是从“终点”开始一直取到“起点”,即a[-1:]= [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],但实际上a[-1:]=a[-1]=9,原因在于step=1表示从左往右取值,而起始索引start_index=-1本身就是对象的最右边的元素了,再往右已经没数据了,因此只有a[-1]一个元素。

转自:https://www.cnblogs.com/malinqing/p/11272485.html

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