Effective Python(5): 了解切割序列的方法

一、什么是切片？

Python提供了把序列切成小块的写法。这种切片操作，可以实现访问序列中某些元素所构成的子集。

最简单的用法，就是对内置的list、str和bytes进行切割。

注意： 切割操作还可以延伸到实现__getitem和__setitem这两个特殊方法的Python类上。

二、切片的使用

1. 基本写法

somelist[start:end]

• start: 起始索引，所指的元素涵盖在切割后的范围内
• end: 结束索引，所指的元素不包括在切割结果之中

举例：

a = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h']
print('First four:', a[:4])
print('Last four', a[-4:])
print('Middle two', a[3:-3]

# 结果
First four: ['a', 'b', 'c', 'd']
Last four: ['e', 'f', 'g', 'h']
Middle two: ['d', 'e']

原则1：如果要从列表开头获取切片，那就不要在start那里写上0，而应该留空

assert a[:5] == a[0:5]

原则2：如果切片要一直取到列表末尾，那就应该把end留空

assert a[5:] == a[5: len(a)]

原则3：指定切片起止索引时，若要从列表尾部向前算，则使用负值表示相关偏移量

a[2: -1]

注意1： 值小的位置元素永远能取到，值大的位置元素永远取不到，正负一样道理。
注意2： 如果使用负变量作为start索引来切割列表，如果start=0时，表达式somelist[-0:]则成了原列表的一份拷贝。

原则4：切割列表时，即便start或end索引越界也不会出问题

a[:20]
a[-20:]

注意： 访问列表中的单个元素时，下标不能越界，否则会导致异常

三、技术细节

1. 对原列表进行切割之后，会产生另外一份全新的列表。

系统依然维护这指向原列表中各个对象的引用。在切割后得到的新列表上进行修改，不会影响原列表。

2. 赋值时对左侧列表进行切割操作，会把该列表中处在指定范围内的对象替换为新值

• 与元组(tuple)的赋值(如a, b = c[:2])不同，列表切片赋值的长度无需新值个数相等。
• 位于切片范围之前及之后的那些值都保留不变。列表会根据新值的个数相应地扩张或收缩。

3. 如果对赋值操作右侧的列表使用切片，而把切片的起止索引都留空，那就会产生一份原列表的拷贝

b = a[:]
assert b == a and b is not a

4. 如果对赋值操作左侧的列表使用切片，而又没有指定起止索引，那么系统会把右侧的新值复制一份，并用这份拷贝来替换左侧列表的全部内容，而不会重新分配新的列表。

b = [1, 2, 3]
b = a
a[:] = [101, 102, 103]
assert b is a

四、要点

• 不要写多余的代表：当start索引为0，或 end 索引为序列长度时，应该将其省略
• 切片操作不会计较start与end索引是否越界，使得我们很容易从序列的前端或后段开始，对其进行范围固定的切片操作。
• 对list赋值的时候，如果使用切片操作，就会把元列表中处在相关范围内的值替换成新值，即便它们的长度不同也依然可以替换。