Python 列表错误：[::-1] 踩到 [:-1] 切片

Question

我以为我了解了python中列表切片的基础知识，但是在切片上使用负步骤时收到了意外错误，如下所示：

>>> a = list(range(10))
>>> a
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> a[:-1]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
>>> a[::-1]
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
>>> a[:-1:-1]
[]

（请注意，这是在 Python 3.5 中运行的）

为什么 a[:-1:-1] 不以与使用 a[::-1] 遍历整个列表相同的方式反向遍历 a[:-1] 切片？

我意识到您也可以使用 list.reverse()，但要更好地理解底层的 python 切片功能。

Answer 1

a[:-1:-1] 中的第一个 -1 并不代表你认为的那样。

在切片中，负的开始/结束索引不会按字面意思解释。相反，它们用于方便地引用列表的末尾（即它们相对于len(a)）。无论切片的方向如何，都会发生这种情况。

这意味着

a[:-1:-1]

等价于

a[:len(a)-1:-1]

反向切片时省略时，起始索引默认为len(a)-1，使得上面等价于

a[len(a)-1:len(a)-1:-1]

这总是给出一个空列表，因为开始和结束索引是相同的，而结束索引是互斥的。

要反向切片直到第零个元素（包括第零个元素），您可以使用以下任何一种表示法：

>>> a[::-1]
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
>>> a[:None:-1]
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
>>> a[:-len(a)-1:-1]
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]

Answer 2

当您键入[1, 2, 3, ...][1:4:1] 时，它与[1, 2, 3, ...][slice(1, 4, 1)] 相同。所以1:4:1 是slice 对象的简写。 slice 签名是slice(stop) 或slice(start, stop[, step])，您也可以使用None 作为参数。

:: -> slice(None, None, None)
:4 -> slice(4)
# and so on

假设我们有[a: b: c]。索引的规则如下：

1. 首先检查c。默认为+1，c 的符号表示步进的前进或后退方向。 c 的绝对值表示步长。
2. 检查了a。当c 为正或None 时，a 的默认值为0。当c 为负数时，a 的默认值为-1。
3. 最后b 被选中。当c 为正或None 时，b 的默认值为len。当c 为负时，b 的默认值为-(len+1)。

注意 1：Python 中的退化切片被优雅地处理：

• 过大或过小的索引替换为len或0。
• 小于下限的上限返回空列表或字符串或其他任何内容（对于正值c）。

注意 2：粗略地说，Python 会在 (a < b) if (c > 0) else (a > b) 为 True 时拾取元素（每一步都更新 a += c）。此外，所有负索引都替换为len - index。

如果你把这些规则和注释结合起来，你会得到一个空列表的原因是有道理的。在你的情况下：

 In[1]: [1, 2, 3, 4, 5, 6][:-1:-1]        # `c` is negative so `a` is -1 and `b` is -1
Out[1]: [] 

# it is the same as:

 In[2]: [1, 2, 3, 4, 5, 6][-1: -1: -1]    # which will produce you an empty list 
Out[2]: [] 

关于切片符号的讨论非常好：Explain Python's slice notation！

Answer 3

我通常发现切片 range-object 很有用（这仅在 python3 中可能 - 在 python2 中 range 产生 list 和 xrange 不能切片）如果我需要查看哪个索引用于给定长度的列表：

>>> range(10)[::-1]  
range(9, -1, -1)

>>> range(10)[:-1]  
range(0, 9)

在你的最后一种情况下：

>>> range(10)[:-1:-1]
range(9, 9, -1)

这也解释了发生的事情。第一个索引是 9，但 9 不低于停止索引 9（请注意，在 python 中，停止索引是排除的）所以它停止而不给出任何元素。

请注意，索引也可以按顺序应用：

>>> list(range(10))[::-1][:-1]  # first reverse then exclude last item.
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]
>>> list(range(10))[:-1][::-1]  # other way around
[8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]

Answer 4

Python 的切片起初看起来相当简单，但它们的行为实际上是quite complex（此处与注释 3 和 5 相关）。如果你有切片a[i:j:k]：

• 如果i 或j 为负数，它们指的是a 末尾的索引（所以a[-1] 指的是a 的最后一个元素）

• 如果未指定i 或j，或者是None，则它们默认以a 结尾，但哪个 结尾取决于k 的符号：

  • 如果k 是正数，你正在向前切片，所以i 变为0 并且j 变为len(a)

  • 如果k 为负数，则您正在向后切片，因此i 变为len(a) 并且j 变为a 开始之前的元素。

    注意：j不能替换为 -1，因为这样做会导致 Python 将 j 视为 last a 的元素而不是 a[0] 之前的（不存在的）元素。要获得所需的行为，您必须使用-len(a)-1（或-(len(a)+1)）代替j，这意味着要到达a[j]，切片从a的最后一个元素开始，左移@ 987654352@ 元素，然后再留下一个元素，在a 开始之前结束，因此在切片中包括a[0]。

因此，a[:-1:-1] 表示“从a 的末尾，即a[-1]（因为i 未指定且k 为负数），到a 的最后一个元素（因为@ 987654361@)，步长为 -1"。 i 和 j 是相等的——你在同一个地方开始和停止切片——所以表达式的计算结果是一个空列表。

要反转a[:-1]，您可以使用a[-2::-1]。这样，切片从倒数第二个元素a[-2]（因为a[:-1] 不包括a[-1]）开始并向后直到元素“之前”a[0]，这意味着a[0] 包含在切片中。

>>> a
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> a[:-1]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
>>> a[-2::-1]
[8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]

Answer 5

slice 与 range 的工作方式相似，因为当您将 step 参数设为负数时，start 和 stop 参数的工作方向相反。

>>> list(range(9, -1, -1)) == a[::-1]
True

一些例子可能有助于更清楚地说明这一点：

>>> a[6:2:-2]
[6, 4]
>>> a[0:None:1] == a[::]
True
>>> a[-1:None:-1] == a[::-1]
True
>>> a[-2:None:-1] == a[:-1][::-1]
True

Answer 6

用简单的方式理解如果a[::-1] -1 在末尾反转字符串。

现在

a=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
a[::-1]=[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0];

现在a[:-1:-1] -1 在中间没有任何意义，因为现在它是第一个元素，这将给出一个空列表。 而a[-1::-1] 为您提供了完整的列表并且很有意义。