貝斯狸的 Python 之旅 -- 深入切片操作及原理

蔣志碧發表於2018-07-26

貝斯狸的 Python 之旅 -- 深入切片操作及原理
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貝斯狸的 Python 之旅 -- 深入切片操作及原理
貝斯狸的 Python 之旅 -- 深入切片操作及原理
我首先通過 input() 函式,接收了外部輸入字串,然後通過 list 函式的切片,實現了迴文數,程式碼真的好簡潔,我自己都佩服我自己,我也不知道小組長會問我切片原理,我好無奈呀。

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

>>> abcba
True
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貝斯狸的 Python 之旅 -- 深入切片操作及原理

什麼是列表切片?

切片操作不是列表特有的,python 中的有序序列都支援切片,如字串,元組。

切片的返回結果型別和切片物件型別一致,返回的是切片物件的子序列,如:對一個列表切片返回一個列表,

字串切片返回字串。

切片生成的子序列元素是源版的拷貝。因此切片是一種淺拷貝。

貝斯狸的 Python 之旅 -- 深入切片操作及原理

切片的圖示分析

li=["A","B","C","D"]
# 格式:li[start : end : step]    
# start 是切片起點索引,end 是切片終點索引,但切片結果不包括終點索引的值。step 是步長預設是 1。
# [start : end : step) 左開右閉
t=li[0:3]        ["A","B","C"]       #起點的0索引可以省略,t=li[:3]
t=li[2: ]        ["C","D"]           #省略end,則切到末尾
t=li[1:3]        ["B","C"]
t=li[0:4:2]      ["A","C"]       	 #從li[0]到li[3],設定步長為2。          
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在 step 的符號一定的情況下,start 和 end 可以混合使用正向和反向索引,無論怎樣,你都要保證

start 和 end 之間有和 step 方向一致元素間隔,否則會切出空列表。

Case 1

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

上面的結果都是一樣的:t 為 ["A","B"]。

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Case 2

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

上面的結果都是一樣的:t 為 ["D","C"]。

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Case 3

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

都切出空列表。

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同時,step 的正負決定了切片結果的元素採集的先後。

省略 start 和 end 表示以原列表全部為目標。

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。

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切片原理

小狸,學習一件事物,先學習它的表象,然後分析它的內在實現,最後檢視原始碼仔細推敲它到底是怎麼實現的。

需要注意的是,列表切片產生的是列表的副本,與原列表不是同一份空間。

x=[1,2,3]
y=x[:]
x[0]=-1
print(y) #輸出[1,2,3]
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切片寫操作

在2後面插入若干個元素,應該用列表

#case 1
>>> x=[1,2,3,4,5]
>>> x[2:0]=100  #在2後面插入若干個元素,應該用列表
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]
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刪除切片

>>> del x[2:3]  #刪除切片
>>> x
[1, 2, 3, 4, 5]
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對於切片x[from:to],會進行預處理to=max(from+1,to)

>>> x=[1,2,3,4,5]
>>> x[2:1]=[100] #對於切片x[from:to],會進行預處理to=max(from+1,to)
>>> x
[1, 2, 100, 3, 4, 5]
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對於切片del操作,如果from>to,不執行任何操作

>>> 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]
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切片原理解析

通過指定下標的方式來獲得某一個資料元素,或者通過指定下標範圍來獲得一組序列的元素,這種訪問序列的方式叫做切片。有些地方也把它稱之為分片。

先從底層分析切片運算:

list 的切片,內部是呼叫 __getitem____setitem____delitem__ 和 slice 函式。而 slice 函式又是和 range() 函式相關的。

給切片傳遞的鍵是一個特殊的 slice 物件。該物件擁有可描述所請求切片方位的屬性。

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))
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看看程式碼具體實現

def between(beg, end, mid):
	# 判斷mid是否位於begin和end之間
	return end > mid >= beg or end < mid <= beg
 
def get_slice(a, beg, end, delta=1):
 	# 陣列切片get方式
 	if delta == 0: 
        raise ValueError("slice step cannot be 0")
 	# 將負數下標轉化一下
 	if beg < 0: 
        beg += len(a)
 	if end < 0: 
        end += len(a)
 	# 如果轉化完成之後依然不在合法範圍內,則返回空列表
 	if beg < 0 and end < 0 or beg >= len(a) and end >= len(a): 
        return []
 	# 如果方向不同,則返回空列表
 	if (end - beg) * delta <= 0: 
        return []
 	# 將越界的部分進行裁剪
 	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,那麼li的長度可以隨意
  	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,相當於替換
  	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換
  	for ind, value in enumerate(li):
   		a[ind * delta + beg] = value
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總結

1、本次貝斯狸的 Python 學習之旅是一次嘗試,想讓程式設計師學習生活變得更加有樂趣,也算滿足了我的願望,重拾 PhotoShop,後面還會更新更多有趣可愛的對話,輕鬆實現學習生活兩不誤。

2、學習知識是一個循序漸進的過程,正如小狸一樣,學會了使用,但是卻沒有深入,小組長隨機抽查便中了招,所以我們要時刻保持好奇心,凡事多問個為什麼?這樣才能進步。

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