有关 python 切片的趣事

哈喽大家好，我是咸鱼

今天来讲一个我在实现 python 列表切片时遇到的趣事

在正式开始之前，我们先来了解一下切片（slice）

切片操作是访问序列（列表、字符串......）中元素的另一种方法，它可以访问一定范围内的元素，通过切片操作，可以生成一个新的序列

name[start : end : step]

• start 是切片的起始索引值，当 start 是序列首位时可以省略
• end 是切片结束索引值，当 end 是序列末位时可以省略
• step 为步长，可以不提供，默认是1，不能为0，为负数时表示列表翻转

需要注意的是，切片操作遵循包头不包尾的原则，即从序列的第 start 位索引起，向右取到后 end-1 位元素为止，按 m 间隔过滤

下面举一些关于切片的例子

# 获取列表的前 n 个元素：
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
n = 3
result = lst[:n]
print(result)  # [1, 2, 3]

# 获取列表的后 n 个元素：
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
n = 3
result = lst[-n:]
print(result)  # [4, 5, 6]

# 获取列表中的偶数元素：
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
result = lst[1::2]
print(result)  # [2, 4, 6]

# 获取列表中的奇数元素：
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
result = lst[::2]
print(result)  # [1, 3, 5]

# 获取列表中的倒数第二个元素：
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
result = lst[-2:-1]
print(result)  # [5]

# 获取列表中的最后两个元素：
lst = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
result = lst[-2:]
print(result)  # [5, 6]

根据 GPT 的回答，Fortran 是最早支持切片语法的语言，历史上曾经有多种语言支持切片操作

上面这些语言虽然说都支持切片语法，但我觉得不够 python 那样的灵活简洁

1. 简洁而直观的语法：

Python 的切片语法非常简洁和直观，使用起来非常方便。通过使用冒号（:）来指定起始位置、结束位置和步长，可以轻松地进行切片操作。

1. 强大的切片功能：

Python 的切片语法不仅支持基本的切片操作，还可以使用负数索引和省略号（...）来处理更复杂的情况。这使得对列表、字符串、元组等序列类型的数据进行灵活的切片成为可能

再介绍完了切片之后，我们来进入正题，那天咸鱼在写一个关于列表切片操作的文档

我们知道：根据单个索引进行取值时，如果索引越界，就会报错

list1 = [1,2,3]
print(list1[5])

"""
报错信息如下:
Traceback (most recent call last):
  File "E:\PycharmProjects\projects\demo\草稿纸.py", line 2, in <module>
    print(list1[5])
IndexError: list index out of range
"""

但是当咸鱼不小心将切片结束索引值设置成了超过了列表长度的值的时候，发现居然没有报错

list1 = [1,2,3]
print(list1[1:5]) # 结果[2, 3]

是不是很有趣，Python 中的切片操作不会引发索引越界的错误

关于这个现象，官方文档里面是有介绍的

The slice of s from i to j is defined as the sequence of items with index k such that i <= k < j. If i or j is greater than len(s), use len(s).

If i is omitted or None, use 0. If j is omitted or None, use len(s). If i is greater than or equal to j, the slice is empty.

也就是说，对于序列 s ：

• 当初始索引值或者结束索引值大于序列长度时，就用长度值（len(s)）作为索引值
• 当初始索引值没写或者是 None 时，用 0 作为初始索引值
• 当结束索引值没写或者是 None 时，用序列长度值（len(s)）作为初始索引值
• 当初始索引值大于等于结束索引值时，结果为空对象

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

# 有效的切片范围
print(my_list[1:4])  # 输出: [2, 3, 4]

# 超出索引范围的切片，会自动调整为有效的索引
print(my_list[1:10])  # 输出: [2, 3, 4, 5]

# 负数索引也适用
print(my_list[-3:10])  # 输出: [3, 4, 5]

总结

Python 的切片语法设计得很安全，即使指定的切片索引超出了序列的长度，也不会引发索引越界错误。相反，它会自动调整切片范围，只返回有效的结果

当进行切片操作时，Python会根据切片的参数和可用的索引范围来确定切片的实际范围

虽然不知道龟哥为什么设计 Python 的切片语法要允许索引超出边界，而不是设计成抛出索引错误？

但是可以知道的是，这种设计使得切片操作更加灵活和方便，无需手动检查索引范围或引发索引越界异常

它允许我们在切片操作中不必担心边界情况，并且可以更加简洁地处理列表、字符串和其他序列类型的操作