Python中的索引與切片

一、索引

# 1.一維數(shù)組索引
str = 'HelloWorld!'
print(str[0])
print(str[-1])

# 輸出:
# H
# !

二、一維數(shù)據(jù)切片

? 一個完整的切片表達式包含兩個":"，用于分隔三個參數(shù)(start_index、end_index、step)，三個參數(shù)分別表示起始位置、結(jié)束位置、步長。

切片操作基本表達式：object[start_index:end_index:step]

? 三個參數(shù)均可省略，省略后取該參數(shù)的默認值：

? ①step的默認值為1。

? ②start_index的默認值與step的正負有關(guān)，若step為正，表正序。此時start_index默認為0，若為負，表逆序，start_index的默認值為-1。

? ③end_index的默認值與step的正負有關(guān)，若step為正，表正序。此時end_index默認為數(shù)組結(jié)束位置。若為負，表逆序，end_index為數(shù)組起始位置?！咀ⅰ?strong>end_index的索引值是不被包括的，具體可見以下列子。

? 以下示例均以list對象a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]為例：

1.切取單個元素

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print(a[0])             #輸出0
print(a[-1])            #輸出9

2.切取完整對象

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
# 1.正序切取對象
print(a[0:10:1])          # 輸出：[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
# 2.逆序切取對象
print(a[10:0:-1])         # 輸出：[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]

3.切取部分對象

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
# 1.正序切取部分對象
print(a[1:6:1])         #輸出[1, 2, 3, 4, 5]
# 2.逆序切取部分對象
print(a[6:1:-1])        #輸出[6, 5, 4, 3, 2]

4.控制步長

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
# 1.正序，步長為2
print(a[0:10:2])        #輸出：[0, 2, 4, 6, 8]
# 2.逆序，步長為1
print(a[6:0:-1])        #輸出：[6, 5, 4, 3, 2, 1]

5.參數(shù)省略

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
# 1.正序，切取完整對象
print(a[:])         #輸出: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print(a[::])        #輸出: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

# 2. 切取部分對象，步長2
print(a[::2])       #輸出:[0, 2, 4, 6, 8]
print(a[::-3])      #輸出:[9, 6, 3, 0]

# 3.其他情況
print(a[4:])        #輸出:[4, 5, 6, 7, 8, 9]，step正，正序；start從4開始，直到末尾元素9
print(a[4::-1])     #輸出:[4, 3, 2, 1, 0]，step負，逆序；start從4開始，直到末尾，末尾是0元素，
print(a[:-4:-1])    #輸出:[9, 8, 7]，step負，逆序；從start_end=-1開始，直到end_index = -4(該點不包括)
print(a[2:-1])      #輸出:[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]，step正，正序；start從2開始，到end_index=-1(該點不包含)

6.多層切片

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print(a[::2][::-1][0:4])
# 輸出: [8, 6, 4, 2]
# a[::2]: 輸出[0, 2, 4, 6, 8];
# a[::2][::-1]: 輸出[8, 6, 4, 2, 0]，[::-1]表示在上述的基礎(chǔ)上逆序
# a[::2][::-1][0:4]: 輸出[8, 6, 4, 2]，表示取從序號0開始，到序號4(不包括)

7.總結(jié)

• 當(dāng)start_index或end_index省略時，取值的起始索引和終止索引由step的正負來決定。
• step的正負是必須要考慮的，尤其是當(dāng)step省略時。比如a[-1:]，很容易就誤認為是從“終點”開始一直取到“起點”，即a[-1:]= [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]，但實際上a[-1:]=[9]（注意是[9]不是9），原因在于step省略時step=1表示從左往右取值，而起始索引start_index=-1本身就是對象的最右邊元素了，再往右已經(jīng)沒數(shù)據(jù)了，因此結(jié)果只含有9一個元素。
• 取單個元素（不帶":"號）時，返回的是對象的某個元素，若表達式帶":"號，返回的對象是一個列表，哪怕列表中只包含一個元素。

三、二維及更高維數(shù)據(jù)切片

? 二維及更高維度的數(shù)據(jù)切片與一維的數(shù)據(jù)切片其實非常類似，只要掌握了一維的數(shù)據(jù)切片，高維的就能很容易地理解?！咀ⅰ慷S及以上切片要配合numpy使用。

? 與一維數(shù)據(jù)切片類似，每個維度的完整切片表達式包含兩個":"，用于分隔三個參數(shù)(start_index、end_index、step)，三個參數(shù)分別表示起始位置、結(jié)束位置、步長。并用","號區(qū)分不同維度的切片表達式。

二維切片操作基本表達式：object[start_index:end_index:step,start_index:end_index:step]

? 以下示例均以list對象a = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]為例：

1.獲取單個元素

import numpy as np

a = np.array([[1, 2, 3, 4],
              [5, 6, 7, 8],
              [9, 10, 11, 12]])

print('a[0][1]:', a[0][1])      #輸出:a[0][1]: 2

2.獲取行列等

import numpy as np

a = np.array([[1, 2, 3, 4],
              [5, 6, 7, 8],
              [9, 10, 11, 12]])

print('a[0][1]:', a[0][1])      #輸出:a[0][1]: 2

# 1.取完整的對象，","前面表示第一維度，后面標(biāo)示第二維度。
print('取完整對象:\n', a[::, ::])
# 1.1:號也可以省略
print('取完整對象，省略1:\n', a[:, ])
print('取完整對象，省略2:\n', a[:])
# 輸出:
# [[ 1  2  3  4]
#  [ 5  6  7  8]
#  [ 9 10 11 12]]

# 2.第一個維度，取從0(省略)到2(不包含),步長為1,即取數(shù)組的1,2行;第二維表達式省略
print('取0-1行:\n', a[:2, ])
# 輸出:
# [[1 2 3 4]
#  [5 6 7 8]]

# 3.第一維度，取數(shù)組的2,3行,步長為1;第二維度，取3-4列，步長為1
print('2-3行的2-3列:\n', a[1:3, 2:4])
# 輸出:
# [[7  8]
#  [11 12]]

# 4.取第1,3列的元素，第二維度的start_index與end_index省略，step為2
print('取第1,3列的元素\n', a[:, ::2])
# 輸出:
# [[1  3]
#  [5  7]
#  [9 11]]

# 5.取第一列，賦值到y(tǒng)，取除去第一列外的所有列，賦值到X
# y:第一維度表達式省略，start_index省略
# X:第一維度表達式省略，end_index省略
y = a[:, :1]
X = a[:, 1:]
print('y:\n', y)
print('X:\n', X)

3.三維的情況

import numpy as np

a = np.array([[[1,2],[3,4]],[[5,6],[7,8]]])
# 取第一維度0-1，第二維度1-2，第三維度0-1
print(a[0:1,1:2,0:1])