一篇文章彻底搞懂Python切片操作

目录
  • 引言
  • 一、Python可切片对象的索引方式
  • 二、Python切片操作的一般方式
  • 三、Python切片操作详细例子
    • 1.切取单个值
    • 2.切取完整对象
    • 3.start_index和end_index全为正(+)索引的情况
    • 4.start_index和end_index全为负(-)索引的情况
    • 5.start_index和end_index正(+)负(-)混合索引的情况
    • 6.连续切片操作
    • 7.切片操作的三个参数可以用表达式
    • 8.其他对象的切片操作
  • 四、Python常用切片操作
    • 1.取偶数位置
    • 2.取奇数位置
    • 3.拷贝整个对象
    • 4.修改单个元素
    • 5.在某个位置插入元素
    • 6.替换一部分元素
  • 五、总结

引言

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“。

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'

>>>for i in range(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=' ')
>>> 72 75 78 81 84 87 90 93 96 99

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b
b=[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。

到此这篇关于一篇文章彻底搞懂Python切片操作的文章就介绍到这了,更多相关Python切片操作内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们!

时间: 2022-06-22

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