Python切片

切片

切片就像切蛋糕，可以获取列表的一部分。基本语法：

列表[开始:结束:步长]

numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

print("原始列表:", numbers)

# 基本切片
print("\n=== 基本切片 ===")
print(f"numbers[2:6] = {numbers[2:6]}")    # 索引2到6（不包括6）
print(f"numbers[:4]  = {numbers[:4]}")     # 从开始到索引4
print(f"numbers[5:]  = {numbers[5:]}")     # 从索引5到结束
print(f"numbers[:]   = {numbers[:]}")      # 整个列表的副本

切片参数详解：

参数	含义	默认值	示例
start	开始位置（包含）	0	[2:] 从索引2开始
stop	结束位置（不包含）	列表长度	[:5] 到索引5结束
step	步长（每隔几个取一个）	1	[::2] 每隔一个取一个

各种切片操作详解

基本切片操作

letters = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G']

print("原始列表:", letters)

# 获取连续的子列表
print("\n=== 连续切片 ===")
print(f"letters[1:4] = {letters[1:4]}")   # ['B', 'C', 'D'] - 索引1到4
print(f"letters[:3]  = {letters[:3]}")    # ['A', 'B', 'C'] - 前3个元素
print(f"letters[3:]  = {letters[3:]}")    # ['D', 'E', 'F', 'G'] - 从索引3开始
print(f"letters[2:5] = {letters[2:5]}")   # ['C', 'D', 'E'] - 索引2到5

# 使用负索引切片
print("\n=== 负索引切片 ===")
print(f"letters[-4:] = {letters[-4:]}")   # ['D', 'E', 'F', 'G'] - 最后4个
print(f"letters[:-2] = {letters[:-2]}")   # ['A', 'B', 'C', 'D', 'E'] - 除了最后2个
print(f"letters[-5:-2] = {letters[-5:-2]}") # ['C', 'D', 'E'] - 倒数第5到倒数第2

带步长的切片

numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

print("原始列表:", numbers)

print("\n=== 步长切片 ===")
print(f"numbers[::2]   = {numbers[::2]}")     # [0, 2, 4, 6, 8] - 每隔一个取一个
print(f"numbers[1::2]  = {numbers[1::2]}")    # [1, 3, 5, 7, 9] - 从索引1开始，每隔一个
print(f"numbers[::3]   = {numbers[::3]}")     # [0, 3, 6, 9] - 每隔两个取一个
print(f"numbers[2:8:2] = {numbers[2:8:2]}")   # [2, 4, 6] - 索引2到8，每隔一个

负步长切片（反转）

numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

print("原始列表:", numbers)

print("\n=== 负步长切片 ===")
print(f"numbers[::-1] = {numbers[::-1]}")     # [5, 4, 3, 2, 1, 0] - 反转列表
print(f"numbers[::-2] = {numbers[::-2]}")     # [5, 3, 1] - 反转后每隔一个
print(f"numbers[4:1:-1] = {numbers[4:1:-1]}") # [4, 3, 2] - 从索引4到索引1，反向
print(f"numbers[5:0:-2] = {numbers[5:0:-2]}") # [5, 3, 1] - 从索引5到索引0，反向每隔一个

切片的实用技巧

列表复制

original = [1, 2, 3, 4, 5]

# 创建列表的副本（重要！）
copy1 = original[:]        # 方法1：使用切片
copy2 = original.copy()    # 方法2：使用copy()方法

print(f"原始列表: {original}")
print(f"切片副本: {copy1}")
print(f"copy()副本: {copy2}")

# 修改副本不会影响原列表
copy1[0] = 100
print(f"\n修改副本后:")
print(f"原始列表: {original}")  # [1, 2, 3, 4, 5] - 不变
print(f"切片副本: {copy1}")     # [100, 2, 3, 4, 5] - 已修改

# 错误做法：直接赋值（不是复制）
wrong_copy = original
wrong_copy[0] = 999
print(f"\n直接赋值后:")
print(f"原始列表: {original}")  # [999, 2, 3, 4, 5] - 也被修改了！
print(f"错误副本: {wrong_copy}") # [999, 2, 3, 4, 5]

列表反转

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

print("原始列表:", numbers)

# 三种反转方法
reversed1 = numbers[::-1]      # 方法1：切片（创建新列表）
reversed2 = list(reversed(numbers))  # 方法2：reversed()函数
numbers.reverse()              # 方法3：原地反转（修改原列表）

print(f"切片反转: {reversed1}")        # [5, 4, 3, 2, 1]
print(f"reversed(): {reversed2}")      # [5, 4, 3, 2, 1]  
print(f"原地反转后原列表: {numbers}")   # [5, 4, 3, 2, 1]

提取特定元素

data = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100]

print("原始数据:", data)

# 提取奇数位置元素（索引1,3,5...）
odd_positions = data[1::2]
print(f"奇数位置元素: {odd_positions}")  # [20, 40, 60, 80, 100]

# 提取偶数位置元素（索引0,2,4...）
even_positions = data[::2]
print(f"偶数位置元素: {even_positions}")  # [10, 30, 50, 70, 90]

# 提取前三分之一、中间三分之一、后三分之一
length = len(data)
first_third = data[:length//3]
middle_third = data[length//3:2*length//3]
last_third = data[2*length//3:]

print(f"前三分之一: {first_third}")    # [10, 20, 30]
print(f"中间三分之一: {middle_third}")  # [40, 50, 60]
print(f"后三分之一: {last_third}")     # [70, 80, 90, 100]

切片的高级应用

切片赋值（修改列表）

numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

print("原始列表:", numbers)

# 替换切片范围的元素
numbers[2:5] = [20, 30, 40]  # 替换索引2-5的元素
print(f"替换后: {numbers}")    # [0, 1, 20, 30, 40, 5, 6, 7, 8, 9]

# 插入元素（不删除，只插入）
numbers[3:3] = [25, 26]       # 在索引3的位置插入
print(f"插入后: {numbers}")    # [0, 1, 20, 25, 26, 30, 40, 5, 6, 7, 8, 9]

# 删除元素（用空列表替换）
numbers[5:7] = []             # 删除索引5-7的元素
print(f"删除后: {numbers}")    # [0, 1, 20, 25, 26, 5, 6, 7, 8, 9]

# 扩展列表
numbers[len(numbers):] = [100, 200]  # 在末尾添加元素
print(f"扩展后: {numbers}")    # [0, 1, 20, 25, 26, 5, 6, 7, 8, 9, 100, 200]

多维列表切片

# 二维列表（矩阵）
matrix = [
    [1, 2, 3, 4],
    [5, 6, 7, 8],
    [9, 10, 11, 12],
    [13, 14, 15, 16]
]

print("原始矩阵:")
for row in matrix:
    print(row)

# 提取子矩阵
print("\n=== 子矩阵提取 ===")
sub_matrix = matrix[1:3]  # 第2-3行
print("第2-3行:")
for row in sub_matrix:
    print(row)

# 提取特定列（需要遍历）
second_column = [row[1] for row in matrix]  # 每行的第2个元素
print(f"\n第2列: {second_column}")  # [2, 6, 10, 14]

# 提取子矩阵的特定区域
top_left = [row[:2] for row in matrix[:2]]  # 前2行的前2列
print("\n左上角2x2子矩阵:")
for row in top_left:
    print(row)

字符串切片（同样适用）

text = "Hello, Python World!"

print("原始字符串:", text)

# 字符串切片与列表切片语法相同
print(f"前5个字符: '{text[:5]}'")        # 'Hello'
print(f"第7到13个字符: '{text[7:13]}'")  # 'Python'
print(f"每隔一个字符: '{text[::2]}'")     # 'Hlo yhnWrd'
print(f"反转字符串: '{text[::-1]}'")      # '!dlroW nohtyP ,olleH'

# 提取单词
words = text.split()  # 先分割成单词列表
print(f"\n单词列表: {words}")
print(f"第一个单词: '{words[0]}'")        # 'Hello,'
print(f"最后一个单词: '{words[-1]}'")     # 'World!'

常见错误和注意事项

索引越界错误

fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]

# 正确的索引范围：0 到 2（或 -1 到 -3）
print(fruits[0])   # ✅ 正确
print(fruits[-1])  # ✅ 正确

# 索引越界会报错
# print(fruits[5])   # ❌ 错误：IndexError
# print(fruits[-5])  # ❌ 错误：IndexError

# 但切片不会越界错误！
print(fruits[1:10])  # ✅ 正确：['香蕉', '橙子'] - 自动截断到列表末尾
print(fruits[-10:2]) # ✅ 正确：['苹果', '香蕉'] - 自动从开始处理

切片边界理解

numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

print("理解切片边界:")
print(f"numbers[1:4] = {numbers[1:4]}")   # [1, 2, 3] - 包含开始，不包含结束
print(f"numbers[0:3] = {numbers[0:3]}")   # [0, 1, 2] - 索引3的元素不包含
print(f"numbers[3:3] = {numbers[3:3]}")   # [] - 开始等于结束，得到空列表

# 记住口诀："含头不含尾"

步长为0的错误

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# 步长不能为0
# print(numbers[::0])  # ❌ 错误：ValueError: slice step cannot be zero

# 正确的步长应该是非零整数
print(numbers[::1])   # ✅ 正确：正常顺序
print(numbers[::2])   # ✅ 正确：每隔一个
print(numbers[::-1])  # ✅ 正确：反转

实战练习

练习1：数据处理

# 假设有一组温度数据
temperatures = [22.5, 23.1, 24.8, 25.3, 26.7, 27.2, 28.9, 29.4, 30.1, 31.5]

print("温度数据:", temperatures)

# 提取工作日温度（假设前5个是工作日）
weekday_temps = temperatures[:5]
print(f"工作日温度: {weekday_temps}")

# 提取周末温度（后2个是周末）
weekend_temps = temperatures[-2:]
print(f"周末温度: {weekend_temps}")

# 计算平均温度
average_temp = sum(temperatures) / len(temperatures)
print(f"平均温度: {average_temp:.2f}°C")

# 找出最高和最低温度
max_temp = max(temperatures)
min_temp = min(temperatures)
print(f"最高温度: {max_temp}°C, 最低温度: {min_temp}°C")

练习2：文本处理

def process_text(text, max_length=50):
    """处理文本，确保不超过指定长度"""
    if len(text) <= max_length:
        return text
    
    # 如果太长，截断并添加省略号
    truncated = text[:max_length-3] + "..."
    return truncated

# 测试
long_text = "这是一个非常长的文本，需要被截断以适合显示在有限的屏幕空间内。"
short_text = "短文本"

print(process_text(long_text))  # 这是一个非常长的文本，需要被截断以适合显示在...
print(process_text(short_text)) # 短文本

练习3：分页功能

def paginate(items, page_size, page_number):
    """实现简单的分页功能"""
    start_index = (page_number - 1) * page_size
    end_index = start_index + page_size
    
    page_items = items[start_index:end_index]
    total_pages = (len(items) + page_size - 1) // page_size
    
    return {
        'items': page_items,
        'current_page': page_number,
        'total_pages': total_pages,
        'has_next': page_number < total_pages,
        'has_prev': page_number > 1
    }

# 测试分页
all_items = list(range(1, 26))  # 1到25的数字
page_size = 5

for page in range(1, 6):
    result = paginate(all_items, page_size, page)
    print(f"第{page}页: {result['items']}, 总页数: {result['total_pages']}")

总结

切片的核心要点

1. 语法 ：list[start:stop:step]

2. 边界：包含start，不包含stop

3. 默认值：start默认为0，stop默认为列表长度，step默认为1

4. 负值：负索引从末尾计数，负步长表示反向

5. 安全：切片不会引发索引越界错误

实用技巧总结

• 复制列表 ：使用 new_list = old_list[:]

• 反转列表 ：使用 reversed_list = original[::-1]

• 提取元素：灵活组合开始、结束、步长参数

• 修改列表：通过切片赋值来替换、插入、删除元素