列表切片操作的特點(diǎn)

切片熱身

列表的切片操作是指對其中單個或者多個索引對應(yīng)元素進(jìn)行的操作，具有如下幾個特點(diǎn)：

• 切片區(qū)間是左閉右開區(qū)間
• 切片的下標(biāo)可以是負(fù)數(shù)，當(dāng)為負(fù)數(shù)時，意味著從后到前的位置，且-1位倒數(shù)第一個
• 默認(rèn)步長是1，可通過增加第三個參數(shù)實(shí)現(xiàn)不同切片
• 步長是-1時，可實(shí)現(xiàn)倒序切片
• 下標(biāo)缺省時，表示從最"前"到最"后"(這里的前后要結(jié)合上下文來看，具體后面有示例)

例如，下面這些常規(guī)操作大家應(yīng)該都很熟悉：

1lyst = list(range(10))
2lyst[1:4] #[1, 2, 3]
3lyst[1:4:2] #[1, 3]
4lyst[-5:-1] #[5, 6, 7, 8]
5lyst[-1:-5:-1] #[9, 8, 7, 6]

這里重點(diǎn)補(bǔ)充對于缺省下標(biāo)的理解，即列表內(nèi)部是以什么原則處理缺省下標(biāo)值：

1lyst = list(range(10))
2lyst[:2] #[0, 1]，起始下標(biāo)缺省，默認(rèn)為0，等價于lyst[0:2]
3lyst[2:] #[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]，終止下標(biāo)缺省，默認(rèn)為n=len(lyst)，等價于lyst[2:n]
4lyst[:] #[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]，起始和終止下標(biāo)均缺省，等價于lyst[0:n]
5lyst[:2:-1] #[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3]，步長為負(fù)數(shù)時，起始下標(biāo)缺省，默認(rèn)為-1，等價于lyst[-1:2:-1]
6lyst[2::-1] #[2, 1, 0]，步長為負(fù)數(shù)時，終止下標(biāo)缺省，默認(rèn)為-n-1，等價于lyst[2:-n-1:-1]
7lyst[::-1] #[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]，步長為負(fù)數(shù)，起始和終止下標(biāo)均缺省，默認(rèn)為lyst[-1:-n-1:-1]

總結(jié)來說，就是步長為正數(shù)時，首末缺省下標(biāo)分別是0和n；步長為負(fù)時，首末缺省下標(biāo)分別是-1和-n-1。特別地，當(dāng)步長為-1、首末下標(biāo)均缺省時，效果等價于lyst.reverse()或者reversed(lyst)，但具體功能有區(qū)別：

1lyst = list(range(10))
2lyst[::-1] #輸出[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]，只是輸出逆序結(jié)果，lyst本身不變
3lyst.reverse() #對列表的inplace操作，無返回值，但執(zhí)行后lyst變?yōu)閇9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
4reversed(lyst) #lyst列表不變，返回逆序結(jié)果，但返回的是一個迭代器對象

另外，列表中切片索引數(shù)值 要求均為整數(shù) （曾有PEP提議，索引可接受任意值，然后由python進(jìn)行隱式取整處理，但被reject了），且 步長索引不能為0 。

切片訪問

對列表某索引對應(yīng)值進(jìn)行訪問，當(dāng)對單個索引訪問時，要注意索引的合格范圍；但對列表切片時則不會顯式報錯。其中，單索引的合格范圍為-n—n-1，共2n個合格索引，其中n為列表長度；而對于范圍索引時，即使訪問越界也不會顯式報錯，而僅僅是返回結(jié)果為空：

1lyst = list(range(10))
2lyst[10] #IndexError: list index out of range
3lyst[-12] #IndexError: list index out of range
4lyst[5:15] #[5, 6, 7, 8, 9]
5lyst[10:] #[]
6lyst[-12:-1:-1] #[]

這里補(bǔ)充一個親身經(jīng)歷的錯誤：要倒序返回一個列表的前n-1個值（即最后一個元素除外的所有元素倒序輸出），因?yàn)榭梢哉?fù)索引混合使用，所以自己想當(dāng)然的寫下了如下語句：

1lyst[-2:-1:-1] #返回[]

我的邏輯是倒數(shù)第二個索引是-2，返回前面的所有值，第一個值是下標(biāo)0，但由于索引是左開右閉區(qū)間，所以如果寫0的話訪問不到，那么要比0再小一個，也就是-1。但實(shí)際上，python可不這么想，它會將索引-2解釋為倒數(shù)第二個值沒錯，但是索引-1會解釋成倒數(shù)第一個值（更準(zhǔn)確的講，是取不到這個值），所以上面的返回結(jié)果為空，無論步長是正還是負(fù)！

當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)這一需求的方法很多，只要理解了切片的索引原則：

1lyst = list(range(10))
2lyst[-2::-1] #[8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]，缺省下標(biāo)
3lyst[:-1][::-1] #[8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]，先正序訪問前n-1個值再逆序

切片賦值

前面提到，列表的單索引越界訪問會報錯，切片訪問不報錯但返回結(jié)果為空。這一邏輯也類似于列表的賦值操作： 對于單索引的賦值，要求索引必須在合格范圍之內(nèi)，否則報錯；但對于切片的賦值則"無需"考慮索引是否合法，甚至無需考慮賦值長度是否匹配 ：

1a = [1,2,3,4,5]
2b = [5,6]
3a[8] = 8 #IndexError: list assignment index out of range
4a[-8] = 8 #IndexError: list assignment index out of range
5a[8:] = b #執(zhí)行后，a為[1, 2, 3, 4, 5, 5, 6]
6a[-8:-6] = b #執(zhí)行后，a為[5, 6, 1, 2, 3, 4, 5]，注意這里限定了賦值區(qū)間首末
7a[-8:-10] = b #執(zhí)行后，a也是[5, 6, 1, 2, 3, 4, 5]，即便限定的區(qū)間實(shí)際上為空
8a[-8:] = b #執(zhí)行后，a為[5, 6]，因?yàn)閍的賦值區(qū)間未限定長度，而賦值起始索引在a起始之前，所以整體都給覆蓋了

實(shí)際上，由于對超出列表長度的索引位置進(jìn)行切片賦值會直接拼接，所以這個操作相當(dāng)于列表的extend()：

1a = [1,2,3,4,5]
2b = [5,6]
3a[len(a):] = b # a為[1, 2, 3, 4, 5, 5, 6]
4a.extend(b) # a也為[1, 2, 3, 4, 5, 5, 6]

既然提到了列表的extend()操作，那么下面的insert()操作不僅不會報錯，而且實(shí)際上相當(dāng)于執(zhí)行了append()操作：

1a = [1,2,3,4,5]
2a.insert(len(a), 100) # a為[1, 2, 3, 4, 5, 100]，注意這里insert下標(biāo)參數(shù)為len(a)，超出合格范圍，但實(shí)際效果等價于a.append(100)

切片拷貝

由于參數(shù)引用的特殊性，python中的賦值操作或許曾令人抓狂其中而不得自拔，個人也不敢說完全理解其中的原理，所以這一部分權(quán)當(dāng)是拋磚引玉。

正因?yàn)閜ython中拷貝的特殊性，所以有個專門的庫叫copy，里面有2個重要的方法分別是copy.copy()和copy.deepcopy()，顧名思義，后者叫做深拷貝，前者自然就叫做淺拷貝。當(dāng)然，這里不打算介紹這個庫和相應(yīng)方法，而只是想就此引出列表中如何通過切片實(shí)現(xiàn)拷貝。

如果想要對一個列表進(jìn)行拷貝，且后續(xù)操作互不干擾，那么簡單的直接賦值是不能完成任務(wù)的，例如執(zhí)行以下語句，a和b其實(shí)管理和引用的是同一塊內(nèi)存，所以操作是同步的，未實(shí)現(xiàn)真正的拷貝：

1a = [1,2,3,4,5]
2b = a #只是a的一個分身，未拷貝
3a[0] = 100
4b #[100, 2, 3, 4, 5]

如果想要實(shí)現(xiàn)a、b從此毫無瓜葛，那么簡單的拷貝實(shí)現(xiàn)有兩種：

1a = [1,2,3,4,5]
2b = a[:] #真正實(shí)現(xiàn)拷貝
3b = list(a) #也可實(shí)現(xiàn)拷貝
4a[0] = 100
5b #[1, 2, 3, 4, 5]

另外，再體會下這3個例子：

• 復(fù)制列表，改某個值其他不會受到影響

1a = [0]*10
2a[1] = 1 #[0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

• 嵌套復(fù)制列表，牽一發(fā)動全身

1a = [[0]*10]*2
2a[1][0] = 2 #[[2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]]

• 推導(dǎo)式+復(fù)制生成嵌套列表，改1個值其他不受影響

1a = [[0]*10 for _ in range(2)] 
2a[1][0] = 2 #[[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0], [2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]]

不得不說，python里面的變量賦值與引用確實(shí)有些難以理解，這個只能靠不斷積累和嘗試，得細(xì)品！