《Python完全自学教程》免费在线连载4.2.4

4.2.4 索引

如果读者从来没有学习过编程、数据库等方面的知识，对“索引”这个词的理解可能更原汁原味。“索引”原本是指将书刊中的主要内容，比如章节名称、重要名词等罗列出来，并给出它们相应的页码，以便于查阅——本书的目录就是索引。在编程语言和数据库中，也少不了“查阅”行为，于是引入了“索引”概念。

字符串一般由多个字符组成，给这些字符创建索引（ Index ），目的就在于可以更便捷地操作字符串中的字符。

在 Python 中，依据字符串中各个字符的位置创建其索引，如图4-2-3所示，其创建方法有如下两种：

• 方法1：从左边开始依据字符位置创建索引，依次为 0 、1 、2 、…，直到最右边的字符结束。特别注意，此时第一个字符编号为 0 ，而不是 1 ，这是 Python 语言的规定（很多其他编程语言也这样规定，但是，也有的编程语言规定从 1 开始计数）。
• 方法2：从右边开始依据字符位置创建索引，依次是 -1 、-2 、-3 、…，直到最左边的字符结束。

图4-2-3 字符串中的索引

如图4-2-3所示，对字符串中的所有字符建立了索引。因为以上两种创建索引的方法，于是字符串中每个字符可以有两个索引数字，例如索引 5 和索引 -6 都指向了字符 n。

字符的索引建立好了，自然就可以通过索引“查阅”相应字符了——就如同通过书的页码找到相应的页面。在 Python 中实现这种操作的方式是使用 [ ] 符号。在交互模式中完成如下操作：

>>> book = 'python book'
>>> book[0]      
'p'
>>> book[-11]
'p' 

变量 book 引用了图4-2-3所示的字符串对象，book[0] 的方括号 [ ]里面的整数 0 就是一个字符的索引——显然此索引是按照方法1创建的，返回值为索引 0 所对应的字符 'p' 。在 book[-11] 中所使用的索引是 -11——按照方法2创建的，对照图4-2-3，返回值也是字符 'p' 。读者不妨再做几个练习，熟悉以索引得到对应字符的操作方法。

>>> book[7]
'b'
>>> book[11]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: string index out of range

执行 book[11] 后出现 IndexError 异常，从提示信息中可知，是索引 11 超出了字符串的索引范围。根据图4-2-3，此字符串的最大索引是 10 ——但是字符串共计 11 个字符，请读者注意区分图4-2-3和表4-2-2的差异：字符串的长度不等于最大索引值。为了避免此错误，可以用下面方法得到最大索引：

>>> max_idx = len(book) - 1
>>> max_idx
10
>>> book[max_idx]
'k'

上面实现了“从索引到字符”的操作，反过来，根据字符“找到”索引，是否可以？

Python 字符串有一个方法能够实现（关于“方法”，参见4.2.6节）。

>>> book.index('k')
10
>>> book.index('o')
4

index() 就是字符串对象 book 的一个方法，其参数 'k' 是字符串中的一个字符，返回值为该字符对应的索引——按照方法1创建的索引。

在 book.index('o') ，返回的是 book 字符串（ 'python book' ）中按照从左向右顺序第一个字符 'o' 的索引。

如果备查的字符不在字符串中：

>>> book.index('m')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: substring not found

会抛出异常。

以上是字符串的 index() 简单应用，若看一看它的帮助文档（参阅第3章3.3节【自学建议】），不仅仅会有新发现，而且对前面所述的操作也有高屋建瓴的理解。

在交互模式中按照下面的方法操作，查看 book.index() 的帮助文档：

>>> help(book.index)

显示如下内容：

index(...) method of builtins.str instance
    S.index(sub[, start[, end]]) -> int

    Return the lowest index in S where substring sub is found,
    such that sub is contained within S[start:end].  Optional
    arguments start and end are interpreted as in slice notation.

    Raises ValueError when the substring is not found.

S.index(sub[, start[, end]]) 是此方法的调用方式，其中参数解释如下：

sub ：全称是“ substring ”，即字符串的子集，在4.2.3节曾介绍过，字符串的字符、部分字符组成的字符串和空字符串都是字符串的子集，也就是说这些都可以用于 index() 的参数。例如：

>>> book.index("python")
0
>>> book.index("")
0
>>> book.index("oo")
8

[, start[, end]]：此处的 [ ] 含义不是对象的索引操作符号，其含义详见第3章3.3.1节有关内容。start 和 end 是检索 sub 的索引范围（但不包含 end 所对应字符），比如：

>>> book.index('o')
4
>>> book.index('o', 7, 9)
8
>>> book.index('o', 5, 8)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: substring not found

为了直观地理解上述操作结果，用图4-2-4指明每个表达式中检索的索引范围。

图4-2-4 索引范围示意