python 切片操作解讀

一、python可切片對象的索引方式

    包括:正索引和負索引兩部分,如下圖所示,以a=[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]爲例:

二、python切片一般操作

一個完整的切片表達式包含兩個":",用於分隔三個參數(start_index、end_index、step),當只有一個":"時,默認第三個參數step=1。

切片操作基本表達式:object[start_index:end_index:step]

step:正負數均可,其絕對值大小決定了切取數據的“步長”,而正負號決定了“切取方式”,正表示“從左往右”取值,負表示“從右往左”取值。當step省略時,默認爲1,即從左往右以增量1取值。切記:”切取方式非常重要!!!!“。

start_index:表示起始索引(包含該索引本身),該參數省略時,表示從對象”端點“開始取值,至於是從”起點“還是從”終點“開始,則由step的正負決定,step爲正從”起點“開始,爲負從”終點“開始。

end_index:表示終止索引(不包含該索引本身),該參數省略時,表示一直取到”端點“,至於是取到”起點“還是”終點“,同樣由step的正負決定,step爲正取到”終點“,爲負取到”起點“。

三、python切片操作示例

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

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

1.切取單個值

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

2.切取完整對象

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

3.start_index和end_index全爲正(+)索引的情況 

>>>a[1:6]
>>> [1, 2, 3, 4, 5]
step=1,從左往右取值,start_index=1到end_index=6同樣表示從左往右取值。
>>>a[1:6:-1]
>>> []
輸出爲空列表,說明沒取到數據。
step=-1,決定了從右往左取值,而start_index=1到end_index=6決定了從左往右取值,兩者矛盾,所以爲空。
>>>a[6:1]
>>> []
同樣輸出爲空列表。
step=1,決定了從左往右取值,而start_index=6到end_index=1決定了從右往左取值,兩者矛盾,所以爲空。
>>>a[:6]
>>> [0, 1, 2, 3, 4, 5]
step=1,從左往右取值,從“起點”開始一直取到end_index=6。
>>>a[:6:-1]
>>> [9, 8, 7]
step=-1,從右往左取值,從“終點”開始一直取到end_index=6。
>>>a[6:]
>>> [6, 7, 8, 9]
step=1,從左往右取值,從start_index=6開始,一直取到“終點”。
>>>a[6::-1]
>>> [6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
step=-1,從右往左取值,從start_index=6開始,一直取到“起點”。

 4.start_index和end_index全爲負(-)索引的情況

>>>a[-1:-6]
>>> []
step=1,從左往右取值,而start_index=-1到end_index=-6決定了從右往左取值,兩者矛盾,所以爲空。
索引-1在-6的右邊(如上圖)
>>>a[-1:-6:-1]
>>> [9, 8, 7, 6, 5]
step=-1,從右往左取值,start_index=-1到end_index=-6同樣是從右往左取值。
索引-1在6的右邊(如上圖)
>>>a[-6:-1]
>>> [4, 5, 6, 7, 8]
step=1,從左往右取值,而start_index=-6到end_index=-1同樣是從左往右取值。
索引-6在-1的左邊(如上圖)
>>>a[:-6]
>>> [0, 1, 2, 3]
step=1,從左往右取值,從“起點”開始一直取到end_index=-6。
>>>a[:-6:-1]
>>> [9, 8, 7, 6, 5]
step=-1,從右往左取值,從“終點”開始一直取到end_index=-6。
>>>a[-6:]
>>> [4, 5, 6, 7, 8, 9]
step=1,從左往右取值,從start_index=-6開始,一直取到“終點”。
>>>a[-6::-1]
>>> [4, 3, 2, 1, 0]
step=-1,從右往左取值,從start_index=-6開始,一直取到“起點”。

5.start_index和end_index 正(+)負(-)混合索引的情況

>>>a[1:-6]
>>> [1, 2, 3]
start_index=1在end_index=-6的左邊,因此從左往右取值,而step=1同樣決定了從左往右取值,因此結果正確
>>>a[1:-6:-1]
>>> []
start_index=1在end_index=-6的左邊,因此從左往右取值,但step=-則決定了從右往左取值,兩者矛盾,因此爲空。
>>>a[-1:6]
>>> []
start_index=-1在end_index=6的右邊,因此從右往左取值,但step=1則決定了從左往右取值,兩者矛盾,因此爲空。
>>>a[-1:6:-1]
>>> [9, 8, 7]
start_index=-1在end_index=6的右邊,因此從右往左取值,而step=-1同樣決定了從右往左取值,因此結果正確

6.連續切片操作

>>>a[:8][2:5][-1:]
>>> [4]
相當於:
a[:8]=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
a[:8][2:5]= [2, 3, 4]
a[:8][2:5][-1:] = 4
理論上可無限次連續切片操作,只要上一次返回的依然是非空可切片對象。

7.切片操作的三個參數可以用表達式

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

8. 其他對象的切片操作

前面的切片操作說明都以list爲例進行說明,但實際上可進行的切片操作的數據類型還有很多,包括元組、字符串等等。

>>> (0, 1, 2, 3, 4, 5)[:3]
>>> (0, 1, 2)
元組的切片操作
>>>'ABCDEFG'[::2]
>>>'ACEG'
字符串的切片操作
>>>for i in range(1,100)[2::3][-10:]: 
       print(i)
就是利用range函數生成1-99的整數,然後取3的倍數,再取最後十個。

四、 常用切片操作

以列表:a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 爲說明對象

1.取偶數位置

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

2.取奇數位置

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

3.拷貝整個對象

>>>b = a[:] #★★★★★
>>>print(b) #[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>>print(id(a)) #41946376
>>>print(id(b)) #41921864
或
>>>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()都屬於“淺拷貝”,只拷貝最外層元素,內層嵌套元素則通過引用,而不是獨立分配內存。

>>>a = [1,2,['A','B']]
>>>print('a={}'.format(a))
>>>b = a[:]
>>>b[0] = 9 #修改b的最外層元素,將1變成9
>>>b[2][0] = 'D' #修改b的內嵌層元素
>>>print('a={}'.format(a))
>>>print('b={}'.format(b))
>>>print('id(a)={}'.format(id(a)))
>>>print('id(b)={}'.format(id(b)))
a=[1, 2, ['A', 'B']] #原始a
a=[1, 2, ['D', 'B']] #b修改內部元素A爲D後,a中的A也變成了D,說明共享內部嵌套元素,但外部元素1沒變。
b=[9, 2, ['D', 'B']] #修改後的b
id(a)=38669128
id(b)=38669192

4.修改單個元素

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

5.在某個位置插入元素

>>>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.替換一部分元素

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

五、 總結

(一)start_index、end_index、step可同爲正、同爲負,也可正負混合使用。但必須遵循一個原則,否則無法正確切取到數據:當start_index的位置在end_index的左邊時,表示從左往右取值,此時step必須是正數(同樣表示從左往右);當start_index的位置在end_index的右邊時,表示從右往左取值,此時step必須是負數(同樣表示從右往左),即兩者的取值順序必須是相同的。對於特殊情況,當start_index或end_index省略時,起始索引和終止索引由step的正負來決定,不會存在取值方向出現矛盾的情況(即不會返回空列表[]),但正和負取到的結果是完全不同的,因爲一個向左一個向右。

(二)在利用切片時,step的正負是必須要考慮的,尤其是當step省略時。比如a[-1:],很容易就誤認爲是從“終點”開始一直取到“起點”,即a[-1:]= [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],但實際上a[-1:]=a[-1]=9,原因在於step=1表示從左往右取值,而起始索引start_index=-1本身就是對象的最右邊的元素了,再往右已經沒數據了,因此只有a[-1]一個元素。

 

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