Python数据类型序列sequence

时间:2022-05-23 是梦吧，是你吧！人气:0

1 概述

在前面，我们已经对Python学习做了系统的知识梳理（Python思维导图），我们接下来把知识点分节进行细讲。这一节，我们讲解序列。

在介绍 Python 的常用数据类型之前，我们先看看 Python 最基本的数据结构 -——序列（sequence）。序列的一个特点就是根据索引（index，即元素的位置）来获取序列中的元素，第一个索引是 0，第二个索引是 1，以此类推。

所有序列类型都可以进行某些通用的操作，比如：

索引（ indexing ）
分片（ sliceing ）
迭代（ iteration ）
加（ adding ）
乘（ multiplying ）
除了上面这些，我们还可以检查某个元素是否属于序列的成员，计算序列的长度等等。
重点讲索引和切片。

2 基本操作

2.1 索引

序列中的元素可以通过索引获取，索引从 0 开始。看看下面的例子：

>>> nums = [1, 2, 3, 4, 5] # 列表
>>> nums[0] 
1 
>>> nums[1]
2 
>>> nums[-1] # 索引 -1 表示最后一个元素 
5 
>>> s = 'abcdef' # 字符串 
>>> s[0] 
'a' 
>>> s[1] 
'b' 
>>> 
>>> a = (1, 2, 3) # 元组 
>>> a[0] 
 1 
 >>> a[1] 
 2

注意到 ： -1 则代表序列的最后一个元素， -2 代表倒数第二个元素，以此类推。

2.2 切片

索引用于获取序列中的单个元素，而分片则用于获取序列的部分元素。分片操作需要提供两个索引作为边界，中间用冒号相隔，比如：

>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6] 
>>> numbers[0:2] # 列表分片 
[1, 2] 
>>> numbers[2:5] 
[3, 4, 5] 
>>> s = 'hello, world' # 字符串分片 
>>> s[0:5] 
'hello' 
>>> a = (2, 4, 6, 8, 10) # 元组分片 
>>> a[2:4] 
(6, 8)

这里需要特别注意的是，分片有两个索引，第 1 个索引的元素是包含在内的，而第 2 个元素的索引则不包含在内，也就是说，numbers[2:5] 获取的是 numbers[2], numbers[3], numbers[4]，没有包括 numbers[5] 。

下面列举使用分片的一些技巧：

(1)访问最后几个元素
(2)使用步长

访问最后几个元素：

假设需要访问序列的最后 3 个元素，我们当然可以像下面这样做：

>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6] 
>>> numbers[3:6] 
[4, 5, 6]

有没有更简洁的方法呢？想到可以使用负数形式的索引，你可能会尝试这样做：

>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6] 
>>> numbers[-3:-1] # 实际取出的是 numbers[-3], numbers[-2] 
[4, 5] 
>>> numbers[-3:0] # 左边索引的元素比右边索引出现得晚，返回空序列 
[]

上面的两种使用方式并不能正确获取序列的最后 3 个元素， Python 提供了一个捷径：

（也就是说，如果希望分片包含最后一个元素，可将第 2 个索引置为空）

>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] 
>>> numbers[-3:] 
[6, 7, 8] 
>>> numbers[5:] 
[6, 7, 8]

如果要复制整个序列，可以将两个索引都置为空：

>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] 
>>> nums = numbers[:] 
>>> nums 
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

使用步长：

使用分片的时候，步长默认是 1 ，即逐个访问，我们也可以自定义步长，比如：

>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] 
>>> numbers[0:4] 
[1, 2, 3, 4] 
>>> numbers[0:4:1] # 步长为 1，不写也可以，默认为 1 
[1, 2, 3, 4] 
>>> numbers[0:4:2] # 步长为 2，取出 numbers[0], numbers[2] 
[1, 3]
>>> numbers[::3] # 等价于 numbers[0:8:3]，取出索引为 0, 3, 6 的元素 
[1, 4, 7]

另外，步长也可以是负数，表示从右到左取元素：

>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] 
>>> numbers[0:4:-1] 
[] 
>>> numbers[4:0:-1] # 取出索引为 4, 3, 2, 1 的元素 
[5, 4, 3, 2] 
>>> numbers[4:0:-2] # 取出索引为 4, 2 的元素 
[5, 3] 
>>> numbers[::-1] # 从右到左取出所有元素 
[8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1] 
>>> numbers[::-2] # 取出索引为 7, 5, 3, 1 的元素 
[8, 6, 4, 2] 
>>> numbers[6::-2] # 取出索引为 6, 4, 2, 0 的元素 
[7, 5, 3, 1] 
>>> numbers[:6:-2] # 取出索引为 7 的元素 
[8]

这里总结一下使用分片操作的一些方法，分片的使用形式是：

# 左索引:右索引:步长 
left_index:right_index:step

要牢牢记住的是：

左边索引的元素包括在结果之中，右边索引的元素不包括在结果之中；
当使用一个负数作为步长时，必须让左边索引大于右边索引；
对正数步长，从左向右取元素；对负数步长，从右向左取元素；

2.3 加

序列可以进行「加法」操作，如下：

>>> [1, 2, 3] + [4, 5, 6] # 「加法」效果其实就是连接在一起 
[1, 2, 3, 4, 5, 6] 
>>> (1, 2, 3) + (4, 5, 6) 
(1, 2, 3, 4, 5, 6) 
>>> 'hello, ' + 'world!'
'hello, world!' 
>>> [1, 2, 3] + 'abc' 
Traceback (most recent call last): 
File "<stdin>", line 1, in <module> 
TypeError: can only concatenate list (not "str") to list
#这里需要注意的是：两种相同类型的序列才能「加法」操作。

2.4 乘

序列可以进行「乘法」操作，比如：

>>> 'abc' * 3 
'abcabcabc' 
>>> [0] * 3 
[0, 0, 0] 
>>> [1, 2, 3] * 3 
[1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]

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