关于 Python 字符串切片的小领悟

1. 什么是 Python 字符串切片？

例如存在字符串 str2 = “abcd1234" ，有以下简单的切片应用。

str2[0] # a
str2[0:3] # abc
str2[0:6:2] # ac1

有 3 种形式的切片：

1. string[index]: 获取字符串特定下标字符
2. string[start, stop]: 获取从 start 坐标到 stop 坐标的字符串，注意左闭右开，既 [start, stop) 范围坐标的字符串
3. string[start, stop, step]: 获取从 start 坐标到 stop 坐标的字符串，且一次提取间隔为 step

上面都是一些基础的应用，在此之上，还有高级的特性：

1. 坐标为空则默认（提取方向的）开头或者结尾，步级（step）为空则默认为1
2. 不管是坐标还是步级（step），都支持正负数

例如有以下高级应用：

str2[1::2] # bd24
str2[:-1:1] # abcd123

特性1 比较好理解，但特性2 的存在让字符串切片存在更多的玩法，但也让切片更难理解。

小领悟就是关于怎么理解这高级的切片功能，让我们看着代码就可以知道其切片结果。

2. 切片的理解

2.1 切片的基础概念

以最复杂最完整的第三种切片方法 string[start, stop, step] 为例，start，stop 划定了切片的范围，如下图：

step 确定了在范围内 挑选 的跨度，以 step = 2 为例，如下图：

2.1 坐标正负的含义

如上图所示，

1. 以正数表示坐标，则坐标是从左到右，从 0 开始计数
2. 以负数表示坐标，则坐标是从右到左，从 -1 开始计数
3. 0 不分正负，不管正坐标还是负坐标，都规定 0 恒指向左边第一个元素

因此字符串中每一个元素都至少有2个坐标可以表示。以字符 d 为例，其坐标既可以是 3，也可以是 -5，因此 str2[3] 和 str2[-5] 指向同一个字符，他们是等效的。

print(str2[3] is str2[-5]) # True

这个等效的概念很重要，正因为这个概念，start、stop 可以是正负任意的组合，例如：

str2[2:5] # cd1
str2[-6:-3] # cd1
str2[-6:5] # cd1
str2[2:-3] # cd1

上面的 4 中写法是完全等效的，不管 start 是 2 还是 -6 都指向 ‘c’，不管 stop 是 5 还是 -3 都指向 ‘2’。

2.2 步级正负的含义

在一定的条件下，我们可以理解为 start + step 就是下一个切片的元素坐标。

以 str2[1:6:2] 为例，如下图：

为什么是一定条件下才成立呢？例如切片：str2[-7:6:2]，如果按 start + step 的计算，[-7, 6) 之间的坐标数据全乱了。

• 正确坐标：1,3,5
• 错误坐标：-7, -5, -3, -1, 1, 3，5

所以，如果按 start + step 的计算前提，应该是 start 和 stop 坐标 同为正数或者负数，同样以 str2[-7:6:2] 为例，坐标 -7 元素对应的正坐标是 1，等效于 str2[1:6:2]，或者 str2[-7:-2:2]，此时通过 start + step 的计算可以获取正确的切片提取坐标。

总的来说：正的步级表示从左往右，负的步级表示从右往左，从 start 到 stop 按步级正负指定的方向提取。

2.3 特殊切片结果的理解

基于上面的理解，同样以 str2 = "abcd1234" 为例，我们试着分析以下的切片。

2.3.1 str2[::-1]

1. 步级为负数，表示提取方向从右到左
2. 步级为1，表示每跨步1个元素提取
3. start 为空，则默认为字符串提取方向的最开始
4. end 为空，则默认为字符串提取方向的最后

因此最终结果如下，起到个倒序的效果：

print(str2[::-1]) # 4321dcba

2.3.2 str2[0:6:-1]

1. 步级为负数，表示提取方向从右到左
2. 步级为1，表示每跨步1个元素提取
3. start 为 0，stop 为 6

start 元素在 stop 元素的左边，但提取方向却是从右到左，无法切片，因此最终结果为空字符串。

这样 [0:6:-1] 的写法当然是不合理的，这只是在我尝试理解切片过程中随机做的一些实验

2.3.3 str2[2:-1:2]

1. 步级为正数，表示提取方向从左到右
2. 步级为2，表示每跨步2个元素提取
3. start为2，从元素 'c' 开始
4. stop 为-1，表示元素'4'，用正数表示坐标则为 7

转换后坐标从 [2, 7)，步级为2，因此结果为：

print(str2[2:-1:2]) # c13

小结

只是一点小小理解和领悟，就不特意总结了，各位看官自己理解即可。