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Python中数据切片操作详解和代码示例

news 2025/4/28 8:44:53

在 Python 中，数据切片（slicing）是一个强大且常用的操作，尤其在列表、元组、字符串和其他序列类型（如 range、numpy 数组等）中。切片允许你从序列中获取一个子集而不修改原始数据。

1. 切片语法

切片的基本语法格式是：

sequence[start:stop:step]

start: 切片的开始索引，包含该位置的元素。如果省略，默认从 0 开始。
stop: 切片的结束索引，不包含该位置的元素。如果省略，默认到序列的末尾。
step: 步长，指定步进的大小。如果省略，默认为 1。

2. 基本用法

列表切片

# 示例列表
my_list = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]# 从索引2到索引5（不包括5）的子列表
sub_list = my_list[2:5]  
print(sub_list)  # 输出 [2, 3, 4]# 从头到索引5（不包括5）的子列表
sub_list = my_list[:5]  
print(sub_list)  # 输出 [0, 1, 2, 3, 4]# 从索引5到结尾的子列表
sub_list = my_list[5:]  
print(sub_list)  # 输出 [5, 6, 7, 8, 9]# 复制整个列表
sub_list = my_list[:]  
print(sub_list)  # 输出 [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

使用步长

# 步长为2，获取每隔一个元素的子列表
sub_list = my_list[::2]  
print(sub_list)  # 输出 [0, 2, 4, 6, 8]# 步长为-1，获取反向的子列表
sub_list = my_list[::-1]  
print(sub_list)  # 输出 [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]

修改切片

# 修改列表中的一部分
my_list[2:5] = [10, 11, 12]
print(my_list)  # 输出 [0, 1, 10, 11, 12, 5, 6, 7, 8, 9]

切片赋值

# 用新的子序列替换原有序列
my_list[1:4] = [20, 21, 22]
print(my_list)  # 输出 [0, 20, 21, 22, 12, 5, 6, 7, 8, 9]

3. 字符串切片

字符串在 Python 中是不可变的，但它也支持切片操作：

# 示例字符串
my_str = "Hello, World!"# 从索引7到索引12（不包括12）的子串
sub_str = my_str[7:12]
print(sub_str)  # 输出 'World'# 步长为2，获取每隔一个字符的子串
sub_str = my_str[::2]
print(sub_str)  # 输出 'Hoo ol!'

4. 元组切片

元组是不可变的，但也支持切片操作：

# 示例元组
my_tuple = (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)# 获取从索引2到索引5（不包括5）的子元组
sub_tuple = my_tuple[2:5]
print(sub_tuple)  # 输出 (2, 3, 4)

5. 切片与 `range`

range 对象也支持切片：

# 示例 range 对象
my_range = range(10)# 获取从索引2到索引5（不包括5）的切片
sub_range = my_range[2:5]
print(list(sub_range))  # 输出 [2, 3, 4]

6. 多维数组切片（例如 `numpy` 数组）

如果你使用 numpy 库，切片更为强大，可以应用于多维数组：

import numpy as np# 创建 3x3 的数组
arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])# 获取第1行到第2行的子数组（不包括第2行）
sub_arr = arr[0:2, :]
print(sub_arr)  
# 输出:
# [[1 2 3]
#  [4 5 6]]# 获取第1列到第2列的子数组（不包括第2列）
sub_arr = arr[:, 0:2]
print(sub_arr)
# 输出:
# [[1 2]
#  [4 5]
#  [7 8]]

7. 切片中的负索引

负数索引可以从序列的末尾开始访问元素。例如，-1 代表最后一个元素，-2 代表倒数第二个元素，等等。

# 获取最后一个元素
last_element = my_list[-1]
print(last_element)  # 输出 9# 获取倒数前3个元素
last_three = my_list[-3:]
print(last_three)  # 输出 [7, 8, 9]# 获取从倒数第4个元素到倒数第2个元素
sub_list = my_list[-4:-2]
print(sub_list)  # 输出 [6, 7]