Python 分片操作详解

在使用 Python 操作列表、字符串或元组等序列时，我们经常会遇到“提取部分内容”的需求。Python 提供了一个强大而灵活的工具：分片（slice）。

初学者可能对 a[2:5] 这种写法很陌生，甚至觉得“看不懂”，但一旦理解背后的原理，你会发现：分片不仅语法简洁，还能显著提升代码的可读性和维护性。

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一、什么是分片？

简单来说，分片就是从一个序列中，按照指定的位置和步长，截取出一部分子序列。

举个例子，如果你有一个列表 a = [0, 1, 2, 3, 4, 5]，你希望取出中间的 [2, 3, 4]，可以这样写：

a[2:5]

意思是从索引 2 开始，取到索引 5 之前，不包含索引 5 的值。这就是最基本的分片。

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二、分片的三个参数

分片操作背后，其实对应着三个参数：

sequence[start : stop : step]

它们分别代表：

• start（起始位置）：从哪个索引开始取。包含该位置。

• stop（结束位置）：取到哪个索引之前结束。不包含该位置。

• step（步长）：每次取元素时跳过的步数。默认为 1。

举个例子

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
a[1:7:2]  # 结果是 [1, 3, 5]

这表示：

• 从索引 1 开始（即 1）

• 到索引 7 之前结束（不包含 7）

• 每隔两个索引取一个（步长为 2）

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三、参数可以省略吗？

可以。Python 支持省略这三个参数中的任何一个，系统会用默认值自动填上。

• start 省略 → 默认为 0（从头开始）

• stop 省略 → 默认为序列末尾（取到最后）

• step 省略 → 默认为 1（逐个取）

示例

a[:4]      # 从头开始，到索引 4 前： [0, 1, 2, 3]
a[3:]      # 从索引 3 到末尾： [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
a[::2]     # 所有元素，每隔一个取： [0, 2, 4, 6, 8]
a[::-1]    # 所有元素，反向取（翻转）： [9, 8, ..., 0]

你甚至可以写 a[:]，表示复制整个列表。

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四、推荐使用 slice() 对象

在很多实际场景中，比如处理字符串记录或数据文件时，我们可能需要从固定位置截取多个字段。如果直接写下标，很难读懂每一段代码在干什么。

来看一个例子：

record = '....................100 .......513.25 ..........'
cost = int(record[20:23]) * float(record[31:37])

这段代码能运行，但不容易理解每个下标代表什么含义。

更好的写法是：

SHARES = slice(20, 23)
PRICE = slice(31, 37)
cost = int(record[SHARES]) * float(record[PRICE])

通过 slice(start, stop) 创建的分片对象可以代替 record[20:23] 这样的写法，不仅更具语义，而且可以重复使用，提高代码可维护性。

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五、slice 对象的属性

当你用 slice() 创建了一个切片对象后，你还可以通过 .start, .stop, .step 访问其参数：

s = slice(5, 20, 2)
print(s.start)  # 输出 5
print(s.stop)   # 输出 20
print(s.step)   # 输出 2

这些属性可以帮助你在调试或自动化场景中理解切片的范围。

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六、如何防止索引越界？

使用 slice.indices(length) 方法可以把切片映射到一个给定长度的序列中，避免超出范围。

比如：

s = 'HelloWorld'
a = slice(5, 50, 2)
for i in range(*a.indices(len(s))):
    print(s[i])

虽然你原本写的是 5 到 50，但 indices() 会自动将其截断到字符串的长度范围内，从而不会报错。

输出结果是：

W
r
d

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七、常见用途与技巧

• 翻转序列：a[::-1]

• 复制序列：a[:]

• 跳跃式取值：a[::3]

• 去掉开头/结尾元素：a[1:-1]

• 清空列表但保留引用：a[:] = []