《Python完全自学教程》免费在线连载4.2.5

4.2.5 切片

通过字符串某个字符的索引，可以得到相应字符，此外，还可以通过指定索引范围，得到多个字符，此操作称为切片（ Slicing ）。

Python 语言中关于字符串切片的一般操作形式如图4-2-5所示——这种形式适用于所有的序列类对象。

图4-2-5 切片的形式

图4-2-5中的各个符号含义如下：

• S ：字符串或者引用字符串的变量；
• start ：切片开始位置索引。如果是从第一个字符开始，可以省略；
• end ：切片结束位置索引（切片中不含此索引对应的字符）。如果是到最后一个字符结束（含最后一个），可以省略；
• step ：切片的步长，如果省略则为默认值 step=1。可为正整数，也可以为负整数。

下面就按照此操作形式，了解字符串的切片。

首先，考虑 step=1 的情形，即省略步长值。

>>> book
'python book'
>>> book[1: 8]      # (21)
'ython b'
>>> book[1: 8: 1]   # (22)
'ython b'

注释（21）没有声明 step 的值，其效果与（22）中声明 step=1 一样。

以注释（21）的切片为例，得到了字符串 'python book' 的部分字符组成的字符串——就如同从原来字符串上“切”下来“片段”一样，故曰“切片”。如图4-2-6所示，从索引是 1 （含）的位置开始，依次将索引是 1、2、3、4、5、6、7 的字符“切”出来，到索引是 8 （不含）的位置之前结束。

图4-2-6 字符串切片示意

从结果中可以看出，结束索引 8 所对应的字符没有在“被切”之列，这是 Python 中的普遍规则，为了便于记忆，可以概括为“前包括，后不包括”。

再观察图4-2-6，根据4.2.4节所学可知，字符串中每个字符对应着两个索引，例如字符 'y' 的索引是 1 和 -10 。按照图4-2-5所示的操作形式，start 对应的是切片开始位置的索引，并未要求是“从左向右”还是“从右向左”创建的索引，因此，可以尝试 book[-10: 8] 等操作是否可行，结果如何？勇敢地尝试：

>>> book[-10: 8]
'ython b'
>>> book[1: -3]
'ython b'
>>> book[-10: -3]
'ython b'

以上三项以及注释（21），实现的最终效果都一样，请读者通过这些操作理解图4-2-5中 start 和 end 的含义。

当原字符串被“切”出了一部分，是否因此而“破坏”原字符串了？

>>> book
'python book'

这说明所谓的“切片”，就是比照着索引在原字符串中所对应的字符，重新创建了一个字符串对象。从最终结果看，貌似是从原字符串上“切下来的一部分”。

如果切片开始的索引是 0 ，可以不写该索引：

>>> book[: 8]
'python b'
>>> book[0: 8]
'python b'

如果切片结束的索引是字符串的最后一个，例如图4-2-6所示的字符串，最后一个字符的索引是 10 或 -1 ，也可以省略：

>>> book[7:]       # (23)
'book'
>>> book[7: 11]    # (24)
'book'
>>> book[7: 10]    # (25)
'boo'

仔细对比上述三种操作及其结果，并理解：

• 注释（23）中省略了表示切片结束的索引，意思是要到该字符串右边的最后一个字符结束——含最后一个字符。
• 注释（24）中切片结束的索引已经超过了字符串的最大索引值，但是 Python 语言允许这种操作，并按照注释（23）的方式处理——book[11] 是不允许的，详见4.2.4节。
• 注释（25）中切片结束的索引是 10 ，根据前述“前包括，后不包括”的原则，索引 10 所对应的字符不再“切片”之内。

如果 book[ : ] 又会如何？

>>> book[:]
'python book'

读者是否能解释上述结果？

省略了切片开始的索引，则意味着从第一个字符开始“切”；省略了切片结束的索引，则意味着“切”到最后一个字符。故得到了“整个”字符串。

再进一步，现在得到的“整个”字符串与原来的字符串相比，是否是同一个对象——请参见第3章3.6.2节中对“相等”和“同一”的讨论。

>>> book2 = book[:]
>>> book2 == book
True
>>> book2 is book
True

变量 book2 和 book 引用了同一个对象，所以，book2 = book[:] 并不是将原字符串复制了一份，没有生成新的字符串，这点请读者注意。

以上各项操作，均没有声明 step 的值，即默认步长是 1 ，下面尝试修改步长的值。

>>> book[::2]
'pto ok'
>>> book[1: 10: 3]
'yob'

对照图4-2-6，不难理解上述操作，此处不再赘述。不过，在前面解释 step 时，曾指出它的值还可以是负整数——“迈出 -1 步，难道是向后走吗？”，说对了。

图4-2-7 步长是正整数

如果把字符串看做“一维”的，如图4-2-7那样以箭头所指方向为正方向——这种规定非常符合习惯，沿着正方向“切”的步长就是“正整数”——图示中步长是 2 。图4-2-7所示的切片操作即可理解为：沿着正方向“从左向右”，“先看到”字符 'y'，其索引是 1 或 -10——作为 start 的值，“后看到”字符 'o' ，其索引是 8 或 -3——作为 end 的值。

>>> book[1: 8: 2]
'yhnb'
>>> book[1: -3: 2]
'yhnb'
>>> book[-10: 8: 2]
'yhnb'
>>> book[-10: -3: 2]
'yhnb'

有向量知识的读者肯定知道（关于向量的知识请参阅拙作《机器学习数学基础》），在一维空间中，正数常常表示与规定正方向同向的向量，负数常常表示与规定正方向反向的向量。在图4-2-7中，已经规定了正方向，如果步长是正整数，则意味着“切”的方向与正方向同向；如果步长是负整数，显然意味着“切”的方向与正方向反向，即“从右开始，向左切”，此时“先看到”的是字符 'o' ，其索引是 8 或 -3——作为 start 的值；“后看到”的是字符 'y'，其索引是 1 或 -10——作为 end 的值，如图4-2-8所示，并按照从先到后的顺序将字符从字符串中“切”出来。

图4-2-8 步长是负整数

>>> book[8: 1: -2]
'o ot'
>>> book[-3: 1: -2]
'o ot'
>>> book[8: -10: -2]
'o ot'
>>> book[-3: -10: -2]
'o ot'

至此，请读者稍作停留，对照图4-2-7和图4-2-8以及相关操作，再次理解图4-2-5中的 start、end、step 的含义，并做适当总结。

为了进一步检验自己对切片操作的理解，可以在交互模式中执行如下表达式：

>>> book[: : -1]
'koob nohtyp'
>>> book
'python book'

将切片 book[: : -1] 返回的结果与原字符串对比，会发现此结果是对原字符串的反序——一般来讲，反序之后的字符串会与原字符串不同，除非是“回文”，比如字符串 noon ，正序和反序都一样。这是一种文字游戏，不仅仅见于英文，在中文中也有不少，比如“口罩罩口”等（在第7章7.5节专门编写函数来判断字符串是否为“回文”）。

★自古以来，就有“回文诗”，即“正读”、“倒读”都能成诗，毫无违和感，比如苏轼的诗《记梦》：“空花落尽酒倾漾，日上山融雪涨江。红焙浅瓯新火活，龙团小辗斗晴窗。”就是一首回文诗。 ”

>>> first = '空花落尽酒倾漾'
>>> second = '日上山融雪涨江'
>>> third = '红焙浅瓯新火活'
>>> forth = '龙团小辗斗晴窗'
>>> poem = first + "，" + second + "。\n" + third + "，" + forth + "。"
>>> print(poem)
空花落尽酒倾漾，日上山融雪涨江。
红焙浅瓯新火活，龙团小辗斗晴窗。
>>> poem2 = forth[::-1] + "，" + third[::-1] + "。\n" + second[::-1] + "，" + first[::-1] + "。"
>>> print(poem2)
窗晴斗辗小团龙，活火新瓯浅焙红。
江涨雪融山上日，漾倾酒尽落花空。