Python学习总结(10) python中数据的常用操作之切片和迭代

1.切片 (slice ) 符号[ : ] 和Matlab中取任意长的数据方式完全一样!

(1) 切片的由来:
取一个list或tuple的部分元素是非常常见的操作。比如,一个list如下:

>>> L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']

取前3个元素,应该怎么做?
笨办法:

>>> [L[0], L[1], L[2]]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

之所以是笨办法是因为扩展一下,取前N个元素就没辙了。
取前N个元素,也就是索引为0-(N-1)的元素,可以用循环:

>>> r = []
>>> n = 3
>>> for i in range(n):
...     r.append(L[i])
... 
>>> r
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

对这种经常取指定索引范围的操作,用循环十分繁琐,因此,Python提供了切片(Slice)操作符,能大大简化这种操作。 如果是会使用matlab。你就会发现和matlab中取数据的方式极其相似!

(2)取前3 |(n)个元素,
用一行代码就可以完成切片:

>>> L[0:3]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

L[0:3]表示,从索引0开始取,直到索引3为止,但不包括索引3。即索引0,1,2,正好是3个元素。

如果第一个索引是0,还可以省略:

>>> L[:3]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

(3)取中间的数据。[x1:x2] ,如从索引1开始,取出2个元素出来:

>>> L[1:3]
['Sarah', 'Tracy']

(4)倒着元素取数据。
类似的,既然Python支持L[-1]取倒数第一个元素,那么它同样支持倒数切片,试试:

>>> L[-2:]
['Bob', 'Jack']
>>> L[-2:-1]
['Bob']

记住倒数第一个元素的索引是-1。

切片操作十分有用。我们先创建一个0-99的数列:

>>> L = list(range(100))
>>> L
[0, 1, 2, 3, ..., 99]

可以通过切片轻松取出某一段数列。比如前10个数:

>>> L[:10]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

后10个数:

>>> L[-10:]
[90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99]

前11-20个数:

>>> L[10:20]
[10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]

(5)间隔取数

  • 前10个数,每两个取一个:

      >>> L[:10:2]
      [0, 2, 4, 6, 8]
    
  • 所有数,每5个取一个:

      >>> L[::5]
      [0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95]
    
  • 甚至什么都不写,只写[:]就可以原样复制一个list:

      >>> L[:]
      [0, 1, 2, 3, ..., 99]
    

(6)元组的切片:
tuple也是一种list,唯一区别是tuple不可变。因此,tuple也可以用切片操作,只是操作的结果仍是tuple:

	>>> (0, 1, 2, 3, 4, 5)[:3]
	(0, 1, 2)

(7)字符串的切片:
字符串’xxx’也可以看成是一种list,每个元素就是一个字符。因此,字符串也可以用切片操作,只是操作结果仍是字符串:

	>>> 'ABCDEFG'[:3]
	'ABC'
	>>> 'ABCDEFG'[::2]
	'ACEG'

在很多编程语言中,针对字符串提供了很多各种截取函数(例如,substring),其实目的就是对字符串切片。Python没有针对字符串的截取函数,只需要切片一个操作就可以完成,非常简单。

2.迭代(interation )类似于C语言中遍历 for…in…

(1)迭代的定义:

如果给定一个list或tuple,我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple,这种遍历我们称为迭代(Iteration)。

(2) 与其他语言的区别
在Python中,迭代是通过for … in来完成的,而很多语言比如C语言,迭代list是通过下标完成的,比如Java代码:

for (i=0; i

(3) Python的for循环抽象程度要高于C的for循环
可以看出,Python的for循环抽象程度要高于C的for循环,因为Python的for循环不仅可以用在list或tuple上,还可以作用在其他可迭代对象上。

(4) Python中有无下标对迭代没有影响
list这种数据类型虽然有下标,但很多其他数据类型是没有下标的,但是,只要是可迭代对象,无论有无下标,都可以迭代,比如dict就可以迭代:

>>> d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}   #字典的迭代
>>> for key in d:
...     print(key)
...
a
c
b

注意:

  • 因为dict的存储不是按照list的方式顺序排列,所以,迭代出的结果顺序很可能不一样。

  • 默认情况下,dict迭代的是key。如果要迭代value,可以用for value in d.values(),如果要同时迭代key和value,可以用for k, v in d.items()

  • 注意:.vaules()和.items()为固定写法

由于字符串也是可迭代对象,因此,也可以作用于for循环:

	>>> for ch in 'ABC':# 字符串的迭代
	...     print(ch)
	...
	A
	B
	C

所以,当我们使用for循环时,只要作用于一个可迭代对象,for循环就可以正常运行,而我们不太关心该对象究竟是list还是其他数据类型。

(5)对象是否可以迭代的判断方法

那么,如何判断一个对象是可迭代对象呢?方法是通过collections模块的Iterable类型判断

>>> from collections import Iterable #导入Iterable模块

>>> isinstance('abc', Iterable) # str是否可迭代

True

>>> isinstance([1,2,3], Iterable) # list是否可迭代

True

>>> isinstance(123, Iterable) # 整数是否可迭代  整数不可以迭代

False

(6)下标循环的实现

最后一个小问题,如果要对list实现类似Java那样的下标循环怎么办?Python 内置的enumerate函数 可以把一个list变成索引-元素对,这样就可以在for循环中同时迭代索引和元素本身

>>> for i, value in enumerate(['A', 'B', 'C']):
...     print(i, value)
...
0 A
1 B
2 C

上面的for循环里,同时引用了两个变量,在Python里是很常见的,比如下面的代码:

>>> for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:
...     print(x, y)
...
1 1
2 4
3 9

参考网址:
1.https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017269965565856
2.https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017316949097888

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