如何实现Python中的切片操作

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Python中的切片符号是如何工作的？也就是说，当我编写代码像a[x:y:z]、a[:]、a[::2]等时，我如何理解哪些元素最终会进入切片？请在适当的地方包括参考资料。

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有关切片符号设计决策的更多讨论，请参见 为什么切片和范围上界是独占的？。

关于切片最常见的实际用法（以及解决该问题的其他方法），即获取列表中每个第N个元素，请参见 Pythonic way to return list of every nth item in a larger list。请在适当的地方将该问题作为重复目标。

有关切片赋值的更具体答案，请参见 How does assignment work with list slices?（尽管这也在这里回答了）。

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语法是：

a[start:stop]  # 从 start 到 stop-1 的元素
a[start:]      # 从 start 到数组的其余部分的元素
a[:stop]       # 从开头到 stop-1 的元素
a[:]           # 整个数组的副本

还有 step 值，可以与上述任何一种一起使用：

a[start:stop:step] # 从 start 开始到 not past stop，按 step 进行

要记住的关键点是，:stop 值表示 未被选中 的第一个值。因此，stop 和 start 之间的差异是所选元素的数量（如果 step 为 1，则为默认值）。

另一个特性是 start 或 stop 可能是一个负数，这意味着它从数组的末尾开始计数而不是从开头开始。因此：

a[-1]    # 数组中的最后一个元素
a[-2:]   # 数组中的最后两个元素
a[:-2]   # 除最后两个元素之外的所有元素

同样，step 也可能是负数：

a[::-1]    # 数组中的所有元素，反向排序
a[1::-1]   # 前两个元素，反向排序
a[:-3:-1]  # 最后两个元素，反向排序
a[-3::-1]  # 除最后两个元素之外的所有元素，反向排序

如果所请求的项目少于项目数量，Python 对程序员很友好。例如，如果您请求 a[:-2] 并且 a 只包含一个元素，您将获得一个空列表而不是错误。有时您会更喜欢错误，因此您必须意识到这种情况可能会发生。

与 slice 对象的关系

一个 slice 对象可以表示切片操作，即：

a[start:stop:step]

等同于：

a[slice(start, stop, step)]

slice 对象的行为也取决于参数的数量，类似于 range()，即支持 slice(stop) 和 slice(start, stop[, step])。
要跳过指定给定参数，可以使用 None，因此例如 a[start:] 等效于 a[slice(start, None)] 或 a[::-1] 等效于 a[slice(None, None, -1)]。

虽然基于 : 的符号法对于简单的切片非常有用，但显式使用 slice() 对象简化了程序生成切片。