Материал дает понимание того, как связан индекс элемента и срез последовательности, объясняется работа с объектом среза и его применение на практике.
slice();.indexes;Также смотрите:
В Python некоторые объекты, такие как строки или списки, можно нарезать. Например, можно получить первый элемент списка или строку с помощью индекса элемента:
>>> my_list = [1,2,3] >>> my_list[0] # 1 >>> my_string = "Python" >>> my_string[0] # P
Python использует квадратные скобки [ и ] для доступа к отдельным элементам объектов, которые можно разбить на части. Внутри этих квадратных скобок можно указать нечто большее, чем просто доступ к отдельным элементам.
Python поддерживает указание отрицательных индексов, их можно использовать следующим образом:
>>> my_list = list("Python") >>> my_list[-1]
Выражение my_list[-1] представляет последний элемент списка, my_list[-2] представляет предпоследний элемент и так далее.
Что делать, если нужно извлечь более одного элемента последовательности? Например, необходимо извлечь все от начала до конца, за исключением самого последнего элемента:
>>> my_list = list("Python") >>> my_list[0:-1]
Или, если нужен каждый четный элемент списка, то есть элемент 0, 2 и т. д.? Для этого нужно перейти от первого элемента к последнему, но пропустить каждый второй элемент. Например:
>>> my_list = list("Python") >>> my_list[0:len(my_list):2] # ['P', 't', 'o']
slice().За кулисами, индекс, который используется для доступа к отдельным элементам последовательности представляет собой объект среза slice() принимающий три аргумента: slice(start, stop, step).
Проверим это утверждение:
>>> my_list = list("Python") >>> start = 0 >>> stop = len(my_list) >>> step = 2 # объект среза >>> slice_obj = slice(start, stop, step) # сравниваем >>> my_list[start:stop:step] == my_list[slice_obj] # True
Примечание: буква P является первым элементом в списке (list("Python")), поэтому она индексируется как 0. Список имеет длину 6, и, следовательно, первый элемент также может быть проиндексирован как -6.
Если использовать начало start и конец stop объекта среза, то каждый элемент между этими числами покрывается срезом. Некоторые примеры:
>>> my_string = "Python" >>> my_string[0:1] # P >>> my_string[0:5] # Pytho
Это способ запомнить, что начальное значение является инклюзивным, а конечное - исключающим.
В большинстве случаев приходится делить список:
Следовательно, значения по умолчанию можно опустить и использовать синтаксис ::
>>> my_list = list("Python") >>> my_list[0:4] == my_list[:4] # True # используем шаг 2 >>> my_list[0:len(my_list):2] == my_list[::2] # True
Технически, всякий раз, когда опускается число между двоеточиями, пропущенные числа будут иметь значение None.
И, в свою очередь, объект slice() заменит None на:
Но, если значение шага отрицательное, то числа заменяются на:
-len(list) - 1 для конечного значения.Например, 'Python'[::-1] технически совпадает с 'Python'[-1:-7:-1]
Существует специальный случай для среза, который можно использовать в качестве поверхностного копирования. Если использовать только значения по умолчанию, т. е. my_list[:], то это выражение создаст точно такие же элементы:
>>> my_list = list("Python") >>> my_list_2 = my_list[:] >>> my_list==my_list_2 # True
Элементы в списке действительно совпадают. Однако новый объект списка не является ссылкой на оригинал. Можно проверить это утверждение, используя встроенный идентификатор:
>>> id(my_list) # 139967020891648 >>> id(my_list_2) # 139967018223424
Обратите внимание, что каждая операция среза возвращает новый объект. Копия последовательности создается при использовании только [:].
Пример, иллюстрирующий разницу:
>>> a = list("Python") # ссылка на оригинал списка >>> b = a >>> a[-1] = "N" >>> a # ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'N'] >>> b # ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'N'] >>> a = list("Python") # копия оригинала списка >>> b = a[:] >>> a[-1] = "N" >>> a # ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'N'] >>> b # ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
[:] - копия последовательности;[::2] - четные элементы последовательности начиная с первого;[1::2] - нечетные элементы последовательности начиная со второго;[1:] - все элементы, кроме первого;[:-1] - все элементы, кроме последнего;[1:-1] - все элементы, кроме первого и последнего;[::-1] - все элементы в обратном порядке (реверс последовательности);[-2:0:-1] - все элементы, кроме первого и последнего, в обратном порядке;[-2:0:-2] - каждый второй элемент, кроме первого и последнего, в обратном порядке;.indices.Каждый объект slice() в Python имеет метод slice.indices(). Этот метод возвращает кортеж (start, end, step), с помощью которой можно перестроить цикл, эквивалентный операции среза. Звучит сложно? Начнем разбираться с последовательности:
>>> sequence = list("Python")
Затем создадим объект slice(). Например возьмем каждый второй элемент, т.е. sequence[::2].
# эквивалентно `[::2]` >>> my_slice = slice(None, None, 2)
Так как в качестве некоторых аргументов используется None, то объект slice() должен вычислять фактические значения индекса на основе длины последовательности. Следовательно, чтобы получить кортеж индексов, необходимо передать длину последовательности методу slice.indices(), например:
>>> indices = my_slice.indices(len(sequence)) >>> indices # (0, 6, 2)
Теперь можно воссоздать цикл следующим образом:
sequence = list("Python") start, stop, step = (0, 6, 2) i = start while i != stop: print(sequence[i]) i = i+step
Этот цикл позволяет получить доступ к тем же элементам последовательности, что и сам срез.
Python не был бы Python, если бы невозможно было использовать объект среза в своих собственных классах. Более того, срезы не обязательно должны быть числовыми значениями. Например, можно создать адресную книгу, которую потом можно нарезать по алфавитным индексам.
import string class AddressBook: def __init__(self): self.addresses = [] def add_address(self, name, address): self.addresses.append((name, address)) def get_addresses_by_first_letters(self, letters): letters = letters.upper() return [(name, address) for name, address in self.addresses if any(name.upper().startswith(letter) for letter in letters)] def __getitem__(self, key): if isinstance(key, str): return self.get_addresses_by_first_letters(key) if isinstance(key, slice): start, stop, step = key.start, key.stop, key.step letters = (string.ascii_uppercase[string.ascii_uppercase.index(start):string.ascii_uppercase.index(stop)+1:step]) return self.get_addresses_by_first_letters(letters) address_book = AddressBook() address_book.add_address("Sherlock Holmes", "221B Baker St., London") address_book.add_address("Wallace and Gromit", "62 West Wallaby Street, Wigan, Lancashire") address_book.add_address("Peter Wimsey", "110a Piccadilly, London") address_book.add_address("Al Bundy", "9764 Jeopardy Lane, Chicago, Illinois") address_book.add_address("John Dolittle", "Oxenthorpe Road, Puddleby-on-the-Marsh, Slopshire, England") address_book.add_address("Spongebob", "124 Conch Street, Bikini Bottom, Pacific Ocean") address_book.add_address("Hercule Poirot", "Apt. 56B, Whitehaven Mansions, Sandhurst Square, London W1") address_book.add_address("Bart Simpson", "742 Evergreen Terrace, Springfield, USA") print(string.ascii_uppercase) print(string.ascii_uppercase.index("A")) print(string.ascii_uppercase.index("Z")) print(address_book["A"]) print(address_book["B"]) print(address_book["S"]) print(address_book["A":"H"])
AddressBook.Метод get_addresses_by_first_letters():
Этот метод фильтрует все адреса, принадлежащие имени, которые начинаются с любой буквы в аргументе letters. Во-первых, эта функция нечувствительна к регистру, так как преобразует буквы в верхний регистр. Затем используется генератор списка поверх внутреннего списка адресов. Условие внутри генератора списка проверяет, соответствует ли какая-либо из предоставленных букв первой букве, соответствующее значению имени.
Метод __getitem__:
Чтобы сделать объекты адресной книги доступными для использования среза, необходимо переопределить магический метод Python __getitem__.
Сначала проверяется, является ли ключ строкой. Это будет иметь место, если получаем доступ к объекту с помощью одной буквы в квадратных скобках, например так: address_book['A']. Для этого тривиального случая можно просто вернуть любые адреса, имя которых начинается с данной буквы.
Интересная часть, когда ключ является объектом среза. Например, этому условию будет соответствовать обращение типа address_book['A':'H']. Во-первых, идентифицируются все буквы в алфавитном порядке между буквами A и H. Модуль string перечисляет все латинские буквы в string.ascii_uppercase. Далее используется срез для извлечения букв между заданными буквами. Обратите внимание на +1 во втором параметре среза. Таким образом, гарантируется, что последняя буква является включающей, а не исключающей.
После того, как определили все буквы в последовательности, используется метод get_addresses_by_first_letters(), о котором говорилось выше.