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贝斯狸的 Python 之旅 -- 深入切片操作及原理

前言

我首先通过 input() 函数,接收了外部输入字符串,然后通过 list 函数的切片,实现了回文数,代码真的好简洁,我自己都佩服我自己,我也不知道小组长会问我切片原理,我好无奈呀。

s = input()
if s == s[::-1]:
    print("True")
else:
    print("False")

>>> abcba
True

什么是列表切片?

切片操作不是列表特有的,python 中的有序序列都支持切片,如字符串,元组。

切片的返回结果类型和切片对象类型一致,返回的是切片对象的子序列,如:对一个列表切片返回一个列表,

字符串切片返回字符串。

切片生成的子序列元素是源版的拷贝。因此切片是一种浅拷贝。

切片图示分析

li=["A","B","C","D"]
# 格式:li[start : end : step]    
# start 是切片起点索引,end 是切片终点索引,但切片结果不包括终点索引的值。step 是步长默认是 1。
# [start : end : step) 左开右闭
t=li[0:3]        ["A","B","C"]       #起点的0索引可以省略,t=li[:3]
t=li[2: ]        ["C","D"]           #省略end,则切到末尾
t=li[1:3]        ["B","C"]
t=li[0:4:2]      ["A","C"]            #从li[0]到li[3],设定步长为2。          

在 step 的符号一定的情况下,start 和 end 可以混合使用正向和反向索引,无论怎样,你都要保证

start 和 end 之间有和 step 方向一致元素间隔,否则会切出空列表。

Case 1

t=li[0:2] t=li[0:-2] t=li[-4:-2] t=li[-4:2]

上面的结果都是一样的:t 为 ["A","B"]。

Case 2

t=li[-1:-3:-1] t=li[-1:1:-1] t=li[3:1:-1] t=li[3:-3:-1]

上面的结果都是一样的:t 为 ["D","C"]。

Case 3

t=li[-1:-3] t=li[-1:1] t=li[3:1] t=li[3:-3]

都切出空列表。

同时,step 的正负决定了切片结果的元素采集的先后。

省略 start 和 end 表示以原列表全部为目标。

t=li[::-1] t--->["C","B","A"] #反向切,切出全部。

t=li[:] t--->["A","B","C","D"] #正向切全部。

切片原理

小狸,学习一件事物,先学习它的表象,然后分析它的内在实现,最后查看源代码仔细推敲它到底是怎么实现的。

需要注意的是,列表切片产生的是列表的副本,与原列表不是同一份空间。

x=[1,2,3]
y=x[:]
x[0]=-1
print(y) #输出[1,2,3]

切片写操作

在2后面插入若干个元素,应该用列表

#case 1
>>> x=[1,2,3,4,5]
>>> x[2:0]=100  #在2后面插入若干个元素,应该用列表
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only assign an iterable
>>> x[2:0]=[100]
>>> x
[1, 2, 100, 3, 4, 5]

#case 2
>>> x[2:4]=None
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only assign an iterable
>>> x[2:4]=[None]
>>> x
[1, 2, None, 5]

删除切片

>>> del x[2:3]  #删除切片
>>> x
[1, 2, 3, 4, 5]

对于切片x[from:to],会进行预处理to=max(from+1,to)

>>> x=[1,2,3,4,5]
>>> x[2:1]=[100] #对于切片x[from:to],会进行预处理to=max(from+1,to)
>>> x
[1, 2, 100, 3, 4, 5]

对于切片del操作,如果from>to,不执行任何操作

>>> del x[2:0] 
>>> x
[1, 2, 100, 3, 4, 5]
>>> del x[2:1]
>>> x
[1, 2, 100, 3, 4, 5]
>>> del x[2:3]
>>> x
[1, 2, 3, 4, 5]

切片原理解析

通过指定下标的方式来获得某一个数据元素,或者通过指定下标范围来获得一组序列的元素,这种访问序列的方式叫做切片。有些地方也把它称之为分片。

先从底层分析切片运算:

list 的切片,内部是调用 __getitem____setitem____delitem__ 和 slice 函数。而 slice 函数又是和 range() 函数相关的。

给切片传递的键是一个特殊的 slice 对象。该对象拥有可描述所请求切片方位的属性。

a = [1,2,3,4,5,6]
x = a [ 1 : 5 ]                # x = a.__getitem__(slice( 1, 5, None))
a [ 1 : 3 ] = [10, 11, 12 ]    # a.__setitem__(slice(1, 3, None), [ 10, 11, 12 ])
del a [ 1 : 4 ]                # a.__delitem__(slice(1, 4, None))

看看代码具体实现

def between(beg, end, mid):
    # 判断mid是否位于begin和end之间
    return end > mid >= beg or end < mid <= beg

def get_slice(a, beg, end, delta=1):
     # 数组切片get方式
     if delta == 0: 
        raise ValueError("slice step cannot be 0")
     # 将负数下标转化一下
     if beg < 0: 
        beg += len(a)
     if end < 0: 
        end += len(a)
     # 如果转化完成之后依然不在合法范围内,则返回空列表
     if beg < 0 and end < 0 or beg >= len(a) and end >= len(a): 
        return []
     # 如果方向不同,则返回空列表
     if (end - beg) * delta <= 0: 
        return []
     # 将越界的部分进行裁剪
     beg = max(0, min(beg, len(a) - 1))
     end = max(-1, min(end, len(a)))
     ans = []
     i = beg
     while between(beg, end, i):
          ans.append(a[i])
          i += delta
     return ans

def set_slice(a, li, beg, end, delta=1):
     if delta == 0: 
        raise ValueError("slice step cannot be 0")
     if delta == 1:
      # 如果delta==1,那么li的长度可以随意
      if beg < 0: 
        beg += len(a)
      if end < 0: 
        end += len(a)
      beg = max(0, min(beg, len(a) - 1))
      end = max(-1, min(end, len(a)))
      for i in range(beg, end):
           del a[beg]
      for i in reversed(li):
           a.insert(beg, i)
    else:
      # delta!=1,相当于替换
      if len(get_slice(a, beg, end, delta)) != len(li): 
        raise ValueError("array don't match")
      if len(li) == 0: 
        return
      if beg < 0: 
        beg += len(a)
      if end < 0: 
        end += len(a)
      beg = max(0, min(beg, len(a) - 1))
      # 用li中的全部元素逐一替换
      for ind, value in enumerate(li):
           a[ind * delta + beg] = value

总结

1、本次贝斯狸的 Python 学习之旅是一次尝试,想让程序员学习生活变得更加有乐趣,也算满足了我的愿望,重拾 PhotoShop,后面还会更新更多有趣可爱的对话,轻松实现学习生活两不误。 2、学习知识是一个循序渐进的过程,正如小狸一样,学会了使用,但是却没有深入,小组长随机抽查便中了招,所以我们要时刻保持好奇心,凡事多问个为什么?这样才能进步。

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原始发表时间:2018-07-27

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