切片

共计 1718 个字符，预计需要花费 5 分钟才能阅读完成。

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。

练习

利用切片操作，实现一个 trim()函数，去除字符串首尾的空格，注意不要调用 str 的 strip() 方法：

def trim(s):
    return s
 
# 测试:
if trim('hello') != 'hello':
    print('测试失败!')
elif trim('hello') != 'hello':
    print('测试失败!')
elif trim('hello') != 'hello':
    print('测试失败!')
elif trim('hello  world') != 'hello  world':
    print('测试失败!')
elif trim('') != '':
    print('测试失败!')
elif trim('') != '':
    print('测试失败!')
else:
    print('测试成功!')

参考源码

do_slice.py

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。