Python从菜鸟到高手（13）：分片（Slicing）

  分片操作是从序列A中获取一个子序列B。序列A可以称为父序列。从A中获取B，需要指定B在A中的开始索引和结束索引，因此，分片操作需要指定两个索引。

  由于字符串可以看做是字符的序列，所以我们可以用序列的这个分片特性截取子字符串。

  本例通过分片操作获取一个Url的一级域名和完整的域名。

url = 'https://geekori.com'
print(url[8:15])                #  运行结果：geekori
print(url[8:19])                #  运行结果：geekori.com

程序运行结果如下图所示。

  在上面的代码中，使用url[8:15]来截取url中的“geekori”，其中8和15是url中的两个索引。我们可以看到，两个索引之间要使用冒号（:）分隔。可能有的读者会发现，索引15并不是“i”的索引，而是“.”的索引，没错，在指定子序列结束索引时，要指定子序列最后一个元素的下一个元素的索引，因此，应该指定“.”的索引，而不是“i”的索引。

  那么如果子序列的最后一个元素恰好是父序列的最后一个元素该怎么办呢？例如，url中的最后一个元素是“m”，如果要截取“geekori.com”，子序列的结束索引应该如何指定呢？其实子序列的结束索引只要指定父序列最后一个元素的索引加1即可。由于父索引最后一个元素“m”的索引是18，因此，要截取“geekori.com”，需要指定结束索引为19，也就是url[8:19]。

1. 省略子序列的索引

2. 首先看一个用分片截取数字序列的例子。

本例通过分片操作截取numbers序列中的某个子序列。

numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8]
print(numbers[3:5])             #  运行结果：[4, 5]
print(numbers[0:1])             #  运行结果：[1]
print(numbers[5:8])             #  运行结果：[6, 7, 8]
print(numbers[-3:-1])               #  运行结果：[6,7]

程序运行结果如下图所示。

  本例通过将结束索引设为0，获取一个空序列。

numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8]
print(numbers[-3:0])                    #  运行结果：[]

程序运行结果如下图所示。

  Python语言规定，如果结束索引比开始索引晚出现，那么就会返回空序列，在这里索引0比索引-3晚出现。如果要使用负数作为索引，并且获取的子序列的最后一个元素与父序列的最后一个元素相同，那么可以省略结束索引，或结束索引用正整数。

本例使用负数作为开始索引，并省略结束索引。

numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8]
print(numbers[-3:])                     # 省略了结束索引，运行结果：[6, 7, 8]
print(numbers[-3:8])                    # 结束索引用了正整数作为索引，运行结果：[6, 7, 8]

程序运行结果如下图所示。

  这种省略索引的方式统一适用于开始索引。
本例省略了开始索引。

numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8]
print(numbers[:3])                  # 截取父序列中前3个元素作为子序列，运行结果：[1, 2, 3]

程序运行结果如下图所示。

  如果开始索引和结束索引都不指定，那么会复制整个子序列。
  本例下面的代码通过省略开始索引和结束索引，复制了整个序列。

numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8]
print(numbers[:])                   # 复制整个序列，运行结果：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

程序运行结果如下图所示。

  在对序列分片时，默认的步长是1，也就是说，获取的子序列的元素都是相邻的。如果要获取不相邻的元素，就需要指定步长。例如，要获取索引为1、3、5的元素作为子序列的元素，就需要将步长设为2。

  本例通过改变分片操作的步长，获取元素不相邻的子序列。

numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
print(numbers[1:6:2])       # 指定步长为2，运行结果：[2, 4, 6]

程序运行结果如下图所示。

  在上面的代码中，使用numbers[1:6:2]获取了索引为1、3、5的元素作为子序列的元素，其中2是步长，我们可以看到，开始索引、结束索引和步长之间都用冒号分隔（:）。

  其实，开始索引，结束索引和步长都是可以省略的。

本例在分片时指定步长，但省略了开始索引以及结束索引。

numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
print(numbers[:7:2])    # 省略了开始索引，运行结果：[1, 3, 5, 7]
print(numbers[::2]) # 省略了开始索引和结束索引，运行结果：[1, 3, 5, 7, 9]
print(numbers[3::2])    # 省略了结束索引，运行结果：[4, 6, 8]

程序运行结果如下图所示。

  步长不能为0，但可以是负数。如果步长为0，会抛出异常，如果步长是负数，分片会从序列的右侧开始，这时开始索引要大于结束索引。

  在使用分片步长时，分别使用了负数和0。

numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
# 步长为-2，从索引为8的元素开始，一直到索引为3的元素，运行结果：[9, 7, 5]
print(numbers[8:2:-2])  
print(numbers[8:2:-1])     # 步长为-1，运行结果：[9, 8, 7, 6, 5, 4]
print(numbers[1:6:0])      # 步长为0，会抛出异常

程序运行结果如下图所示。

  在上面的代码中，如果步长为负数，那么分片的开始索引需要大于结束索引。例如，numbers[8:2:-2]表示从索引为8的元素开始，往前扫描，直到索引为2的元素的上一个元素，也就是索引为3的元素为止。
当然，如果使用负数作为步长，还有一些比较烧脑的用法，得出这些用法的分片结果，需要动一下脑筋。

  本例将负数作为分片步长。

numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
#  步长为-3，从序列最后一个元素开始，一直到序列第一个元素结束，运行结果：[9, 6, 3]
print(numbers[::-3])        
#  步长为-2，从序列的最后一个元素开始，一直到索引为4的元素结束，运行结果：[9, 7, 5]
print(numbers[:3:-2])

程序执行结果如下图所示。

  本例要求从Python控制台输入一个Url和一个数字n。然后对Url分片，获取Url的Scheme和Host，最后根据这个数字生成一个包含1到n的序列，然后对该序列进行两次分片，一次获取序列中的所有奇数，一次获取序列中的所有偶数，并分两行错位显示。

url = input("请输入一个Https网址：")
scheme = url[0:5]                   #  分片获取Url中的Scheme
host = url[8:]                      #  分片获取Url中的Host

print("scheme:", scheme)
print("host:",host) 

str = input("请输入一个整数:")
n = int(str);

numbers = range(1,n)                # 产生包含1到n的数值类型的序列
numbers1 = numbers[0::2]            # 分片获取序列中的奇数
numbers2 = numbers[1::2]            # 分片获取序列中的偶数
for number in numbers1:             # 在第1行输出所有的奇数
    print(number, end= " ")
print("")
print(" ",end="")
for number in numbers2:             # 在第2行错位输出所有的偶数
    print(number, end= " ")

程序运行结果如下图所示。

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