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流畅的Python读书笔记(三)序列：切片应用及原理浅析

本篇笔记简略介绍切片的使用，同时会简单说明，切片操作时，Python解释器会进行哪些调用。

假定你对切片有了一定的了解。

切片的使用

切片较重要的作用有两个：提取感兴趣的数据；透过切片修改原序列

• 提取感兴趣的数据

  • 先简单提一下切片语法。

    语法:对于一个序列x。可以使用x[a:b:c]的方式对其进行切片。a表示切片起始索引，b表示切片结束索引，c表示切片步长。

    切片操作的范围有一个口诀，左闭右开，就是说，切片范围为[a,b)，能够取到下标为a的元素，取不到下标为b的元素。而切片步长是指从起始下标a开始，每次加上c后，取下一个元素。c可以省略，当省略时，c的值默认为1。当c为正数时，若a省略，则a默认为序列起始，即a=0,若b省略，则b默认为序列结尾，即b=len(x);当c为负数时，若a省略，则a默认为序列末尾，即a=-1，若b省略，则b默认为序列开始，即b= —(len(x) + 1)。

    示例:

    >>> l = list(range(10))
    >>> l
    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    >>> l[2:5]
    [2, 3, 4]
    >>> l[:]
    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    >>> l[-1:-(len(l) + 1):-1]
    [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
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• 透过切片修改原序列

  • 如果把切片放在赋值语句的左边，或把它作为del操作的对象，我们就可以对序列进行嫁接、切除或就地修改操作。

    >>> l = list(range(10))
    >>> l
    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    >>> l[2:5] = [20, 30]
    >>> l
    [0, 1, 20, 30, 5, 6, 7, 8, 9]
    >>> del l[5:7]
    >>> l
    [0, 1, 20, 30, 5, 8, 9]
    >>> l[3::2] = [11, 22]
    >>> l
    [0, 1, 20, 11, 5, 22, 9]
    >>> l[2:5] = 100  ①
    Traceback (most recent call last):
      File "", line 1, in <module>TypeError: can only assign an iterable >>> l[2:5] = [100]
    >>> l
    [0, 1, 100, 22, 9]
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    ①如果赋值的对象是一个切片，那么赋值语句的右侧必须是个可迭代对象。即便只有单独一个值，也要把它转换成可迭代的序列。

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前面提到了切片的范围是左闭右开，即[a,b)。下面简单说一下为什么是这样。

为什么切片和区间会忽略最后一个元素

• 当只有最后一个位置信息时，可以很快推断出切片和区间中有几个元素。比如切片x[:4]，我们可以通过4直接判断出，切片中有4个元素。

• 起始位置和终止位置都已知时，推断切片和区间中有几个元素。比如切片x[a:b]，我们可以直接推断出，切片中有b-a个元素。

• 便于分隔序列。比如序列x，向将其中的数据从中间某个元素处分隔开，那么找到分隔点的下标索引mid，然后切片x[:mid],x[mid:]。

Python解释器对[]的处理

假定现有一个序列，这里具体一点，就是一个列表seq。对其进行切片seq[start:stop:step]， 在前面这个表达式求值时，Python解释器会调用seq.__getitem__(slice(start, stop, step))。

上面slice(start, stop, step)会返回一个slice对象。

• 优化切片代码

  先说明会用到的文件animals.txt，其中的内容如下:

  name____spe__age
  Tom    Cat   1
  Jerry  Mouse 1
  1
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  • 之前，我们对序列切片都是在[]中直接指定切片范围。比如:

  infos = open('animals.txt', 'r')
  # 提取动物名称
  for info in infos:
      print(info[0:5])
  
  #输出结果为:
  #name_
  #Tom
  #Jerry
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  • 如何实现优化？通过slice对象进行切片，进而使代码可读性增强。

  infos = open('animals.txt', 'r')
  animal_name = slice(0, 5)  #这是最重要的优化，提高了代码可读性
  print(animal_name)
  print(type(animal_name))
  # 提取动物名称
  for info in infos:
      print(info[animal_name])
  
  #输出结果为:
  #slice(0, 5, None)
  #
  #name_
  #Tom  
  #Jerry
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参考资料

• 流畅的Python