切片
2020年5月28日
取一个 list 或 tuple 的部分元素是非常常见的操作。比如,一个 list 如下:
>>> L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']
取前 3 个元素,应该怎么做?
笨办法:
>>> [L[0], L[1], L[2]]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']
之所以是笨办法是因为扩展一下,取前 N 个元素就没辙了。
取前 N 个元素,也就是索引为 0-(N-1)的元素,可以用循环:
>>> r = []
>>> n = 3
>>> for i in range(n):
... r.append(L[i])
...
>>> r
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']
对这种经常取指定索引范围的操作,用循环十分繁琐,因此,Python 提供了切片(Slice)操作符,能大大简化这种操作。
对应上面的问题,取前 3 个元素,用一行代码就可以完成切片:
>>> L[0:3]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']
L[0:3]
表示,从索引 0 开始取,直到索引 3 为止,但不包括索引 3。即索引 0,1,2,正好是 3 个元素。
如果第一个索引是 0,还可以省略:
>>> L[:3]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']
也可以从索引1开始,取出2个元素出来:
>>> L[1:3]
['Sarah', 'Tracy']
类似的,既然Python支持L[-1]取倒数第一个元素,那么它同样支持倒数切片,试试:
>>> L[-2:]
['Bob', 'Jack']
>>> L[-2:-1]
['Bob']
记住倒数第一个元素的索引是 -1
。
切片操作十分有用。我们先创建一个 0-99 的数列:
>>> L = list(range(100))
>>> L
[0, 1, 2, 3, ..., 99]
可以通过切片轻松取出某一段数列。比如前 10 个数:
>>> L[:10]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
后 10 个数:
>>> L[-10:]
[90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]
前 11-20 个数:
>>> L[10:20]
[10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]
前 10 个数,每两个取一个:
>>> L[:10:2]
[0, 2, 4, 6, 8]
所有数,每 5 个取一个:
>>> L[::5]
[0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95]
甚至什么都不写,只写 [:]
就可以原样复制一个 list:
>>> L[:]
[0, 1, 2, 3, ..., 99]
tuple 也是一种 list,唯一区别是 tuple 不可变。因此,tuple 也可以用切片操作,只是操作的结果仍是 tuple:
>>> [0, 1, 2, 3, 4, 5](:3)
(0, 1, 2)
字符串 'xxx'
也可以看成是一种 list,每个元素就是一个字符。因此,字符串也可以用切片操作,只是操作结果仍是字符串:
>>> 'ABCDEFG'[:3]
'ABC'
>>> 'ABCDEFG'[::2]
'ACEG'
在很多编程语言中,针对字符串提供了很多各种截取函数(例如,substring),其实目的就是对字符串切片。Python 没有针对字符串的截取函数,只需要切片一个操作就可以完成,非常简单。
小结
有了切片操作,很多地方循环就不再需要了。Python 的切片非常灵活,一行代码就可以实现很多行循环才能完成的操作。