python索引和分片

本文介绍了Python中索引和分片的概念,包括分片的语法`[lower:upper:step]`,以及为何使用0索引开头的原因,如避免加一减一的繁琐,以及0-base形式在表示子序列时的简洁性。

索引

s = "hello world"
s[0]
s[1]
s[-2]

分片

分片用来从序列中提取出想要的子序列,其用法为:

var[lower:upper:step]

其范围包括 lower ,但不包括 upper ,即 [lower, upper), step 表示取值间隔大小,如果没有默认为1。

s = 'hello world'
s[1:3]                             #'el'
s[1:-2]                            #'ello wor'        包括1不包括-2
s[:3]                               #'hel'                省略lower,不包括3
s[3:]                               #'lo world'        省略upper,包括3
s[:]
s[::2]                              #'hlowrd'
s[::-2]                             #'drwolh'           当step的值为负时,省略lower意味着从结尾开始分片,
                                                       #省略upper意味着一直分片到开头。

使用0索引开头打原因

使用[low, up)形式的原因

假设需要表示字符串 hello 中的内部子串 el :

方式[low, up)(low, up](lower, upper)[lower, upper]
表示[1,3)(0,2](0,3)[1,2]
序列长度up - lowup - lowup - low - 1up - low + 1

对长度来说,前两种方式比较好,因为不需要烦人的加一减一。
现在只考虑前两种方法,假设要表示字符串hello中的从头开始的子串hel:

方式[low, up)(low, up]
表示[0,3)(-1,2]
序列长度up - lowup - low

第二种表示方法从-1开始,不是很好,所以选择使用第一种[low, up)的形式。

使用0-base的形式

两种简单的情况:

从头开始的n个元素;

  • 使用0-base:[0, n)

    • 使用1-base:[1, n+1)
    • 第i+1个元素到第i+n个元素。
  • 使用0-base:[i, n+i)

    • 使用1-base:[i+1, n+i+1)
    • 1-base有个+1部分,所以不推荐。

综合这两种原因,Python使用0-base的方法来进行索引。

Python中的分片赋值是一种强大的操作,可以对序列(如列表、字符串等)的子部分进行替换或修改。以下是详细的解释示例代码。 --- ### 1. 分片的基本语法 ```python sequence[start:end:step] = iterable ``` - **`start`**:分片的起始索引(包含)。 - **`end`**:分片的结束索引(不包含)。 - **`step`**:步长,默认为1。 - **`iterable`**:用于替换分片部分的可迭代对象。 --- ### 2. 示例代码 #### 示例1:简单分片赋值 ```python # 定义一个列表 lst = [1, 2, 3, 4, 5] # 使用分片赋值替换中间元素 lst[1:4] = ['a', 'b', 'c'] print(lst) # 输出: [1, 'a', 'b', 'c', 5] ``` **解释**: - `lst[1:4]` 表示从索引1到索引3的元素(即`[2, 3, 4]`)。 - 将这部分替换为`['a', 'b', 'c']`。 --- #### 示例2:扩展分片赋值 ```python # 定义一个列表 lst = [1, 2, 3, 4, 5] # 使用更长的可迭代对象替换分片 lst[1:4] = ['x', 'y', 'z', 'w'] print(lst) # 输出: [1, 'x', 'y', 'z', 'w', 5] ``` **解释**: - 替换后的长度可以与原分片长度不同,列表会自动调整大小。 --- #### 示例3:收缩分片赋值 ```python # 定义一个列表 lst = [1, 2, 3, 4, 5] # 使用更短的可迭代对象替换分片 lst[1:4] = ['A'] print(lst) # 输出: [1, 'A', 5] ``` **解释**: - 如果替换的可迭代对象比原分片短,列表会自动收缩。 --- #### 示例4:步长分片赋值 ```python # 定义一个列表 lst = [1, 2, 3, 4, 5] # 使用步长分片赋值 lst[::2] = ['a', 'b', 'c'] print(lst) # 输出: ['a', 2, 'b', 4, 'c'] ``` **解释**: - `lst[::2]` 表示每隔一个元素选取一次。 - 替换时,右侧的可迭代对象长度必须与分片长度匹配,否则会抛出`ValueError`。 --- #### 示例5:错误示例(长度不匹配) ```python # 定义一个列表 lst = [1, 2, 3, 4, 5] # 尝试用不同长度的可迭代对象替换步长分片 try: lst[::2] = ['X', 'Y'] # 右侧长度不足 except ValueError as e: print("Error:", e) # 输出: Error: attempt to assign sequence of size 2 to extended slice of size 3 ``` **解释**: - 当使用步长分片赋值时,右侧的可迭代对象长度必须与分片长度一致,否则会抛出`ValueError`。 --- ### 3. 解释 - **分片赋值的作用**:可以方便地修改序列的子部分,支持扩展、收缩替换。 - **注意事项**: - 如果使用步长分片赋值,右侧的可迭代对象长度必须与分片长度一致。 - 分片赋值不会创建新对象,而是直接修改原序列(适用于可变类型,如列表)。 --- ###
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