详解Python进阶之切片的误区与高级用法
众所周知，我们可以通过索引值（或称下标）来查找序列类型（如字符串、列表、元组...）中的单个元素，那么，如果要获取一个索引区间的元素该怎么办呢？
切片（slice）就是一种截取索引片段的技术，借助切片技术，我们可以十分灵活地处理序列类型的对象。通常来说，切片的作用就是截取序列对象，然而，它还有一些使用误区与高级用法，都值得我们注意。所以，本文将主要跟大家一起来探讨这些内容，希望你能学有所获。
事先声明，切片并非列表的专属操作，但因为列表最具有代表性，所以，本文仅以列表为例作探讨。
1、切片的基础用法
列表是Python中极为基础且重要的一种数据结构，我曾写过一篇汇总文章（链接见文末）较全面地学习过它。文中详细地总结了切片的基础用法，现在回顾一下：
切片的书写形式：[i:i+n:m]；其中，i是切片的起始索引值，为列表首位时可省略；i+n是切片的结束位置，为列表末位时可省略；m可以不提供，默认值是1，不允许为0，当m为负数时，列表翻转。注意：这些值都可以大于列表长度，不会报越界。
切片的基本含义是：从序列的第i位索引起，向右取到后n位元素为止，按m间隔过滤。
li=[1,4,5,6,7,9,11,14,16] #以下写法都可以表示整个列表，其中X>=len(li) li[0:X]==li[0:]==li[:X]==li[:]==li[::]==li[-X:X]==li[-X:] li[1:5]==[4,5,6,7]#从1起，取5-1位元素 li[1:5:2]==[4,6]#从1起，取5-1位元素，按2间隔过滤 li[-1:]==[16]#取倒数第一个元素 li[-4:-2]==[9,11]#从倒数第四起，取-2-(-4)=2位元素 li[:-2]==li[-len(li):-2]==[1,4,5,6,7,9,11]#从头开始，取-2-(-len(li))=7位元素 #步长为负数时，列表先翻转，再截取 li[::-1]==[16,14,11,9,7,6,5,4,1]#翻转整个列表 li[::-2]==[16,11,7,5,1]#翻转整个列表，再按2间隔过滤 li[:-5:-1]==[16,14,11,9]#翻转整个列表，取-5-(-len(li))=4位元素 li[:-5:-3]==[16,9]#翻转整个列表，取-5-(-len(li))=4位元素，再按3间隔过滤 #切片的步长不可以为0 li[::0]#报错（ValueError:slicestepcannotbezero）
上述的某些例子对于初学者（甚至很多老手）来说，可能还不好理解。我个人总结出两条经验：（1）牢牢记住公式[i:i+n:m]，当出现缺省值时，通过想象把公式补全；（2）索引为负且步长为正时，按倒数计算索引位置；索引为负且步长为负时，先翻转列表，再按倒数计算索引位置。
2、切片是伪独立对象
切片操作的返回结果是一个新的独立的序列（PS：也有例外，参见《Python是否支持复制字符串呢？》）。以列表为例，列表切片后得到的还是一个列表，占用新的内存地址。
当取出切片的结果时，它是一个独立对象，因此，可以将其用于赋值操作，也可以用于其它传递值的场景。但是，切片只是浅拷贝，它拷贝的是原列表中元素的引用，所以，当存在变长对象的元素时，新列表将受制于原列表。
li=[1,2,3,4]
ls=li[::]
li==ls#True
id(li)==id(ls)#False
li.append(li[2:4])#[1,2,3,4,[3,4]]
ls.extend(ls[2:4])#[1,2,3,4,3,4]
#下例等价于判断li长度是否大于8
if(li[8:]):
print("notempty")
else:
print("empty")
#切片列表受制于原列表
lo=[1,[1,1],2,3]
lp=lo[:2]#[1,[1,1]]
lo[1].append(1)#[1,[1,1,1],2,3]
lp#[1,[1,1,1]]
由于可见，将切片结果取出，它可以作为独立对象使用，但是也要注意，是否取出了变长对象的元素。
3、切片可作为占位符
切片既可以作为独立对象被“取出”原序列，也可以留在原序列，作为一种占位符使用。
在写《详解Python拼接字符串的七种方式》的时候，我介绍了几种拼接字符串的方法，其中三种格式化类的拼接方法（即%、format()、template）就是使用了占位符的思想。对于列表来说，使用切片作为占位符，同样能够实现拼接列表的效果。特别需要注意的是，给切片赋值的必须是可迭代对象。
li=[1,2,3,4] #在头部拼接 li[:0]=[0]#[0,1,2,3,4] #在末尾拼接 li[len(li):]=[5,7]#[0,1,2,3,4,5,7] #在中部拼接 li[6:6]=[6]#[0,1,2,3,4,5,6,7] #给切片赋值的必须是可迭代对象 li[-1:-1]=6#（报错，TypeError:canonlyassignaniterable） li[:0]=(9,)#[9,0,1,2,3,4,5,6,7] li[:0]=range(3)#[0,1,2,9,0,1,2,3,4,5,6,7]
上述例子中，若将切片作为独立对象取出，那你会发现它们都是空列表，即li[:0]==li[len(li):]==li[6:6]==[]，我将这种占位符称为“纯占位符”，对纯占位符赋值，并不会破坏原有的元素，只会在特定的索引位置中拼接进新的元素。删除纯占位符时，也不会影响列表中的元素。
与“纯占位符”相对应，“非纯占位符”的切片是非空列表，对它进行操作（赋值与删除），将会影响原始列表。如果说纯占位符可以实现列表的拼接，那么，非纯占位符可以实现列表的替换。
li=[1,2,3,4] #不同位置的替换 li[:3]=[7,8,9]#[7,8,9,4] li[3:]=[5,6,7]#[7,8,9,5,6,7] li[2:4]=['a','b']#[7,8,'a','b',6,7] #非等长替换 li[2:4]=[1,2,3,4]#[7,8,1,2,3,4,6,7] li[2:6]=['a']#[7,8,'a',6,7] #删除元素 delli[2:3]#[7,8,6,7]
切片占位符可以带步长，从而实现连续跨越性的替换或删除效果。需要注意的是，这种用法只支持等长替换。
li=[1,2,3,4,5,6] li[::2]=['a','b','c']#['a',2,'b',4,'c',6] li[::2]=[0]*3#[0,2,0,4,0,6] li[::2]=['w']#报错，attempttoassignsequenceofsize1toextendedsliceofsize3 delli[::2]#[2,4,6]
4、更多思考
其它编程语言是否有类似于Python的切片操作呢？有什么差异？
我在交流群里问了这个问题，小伙伴们纷纷说Java、Go、Ruby......在查看相关资料的时候，我发现Go语言的切片是挺奇怪的设计。首先，它是一种特殊类型，即对数组（array）做切片后，得到的竟然不是一个数组；其次，你可以创建和初始化一个切片，需要声明长度（len）和容量（cap）；再者，它还存在超出底层数组的界限而需要进行扩容的动态机制，这倒是跟Python列表的超额分配机制有一定相似性......
在我看来，无论是用意，还是写法和用法，都是Python的切片操作更明了与好用。所以，本文就不再进行跨编程语言的比较了（唔，好吧我承认，其实是我不怎么懂其它编程语言......）
最后，还有一个问题：Python的切片操作有什么底层原理呢？我们是否可以自定义切片操作呢？限于篇幅，我将在下次推文中跟大家一起学习，敬请期待。
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。