Python List的几种截取方式详解

2023-10-29 02:21:22

前言

在Python中，List是一种常用的数据结构，它允许我们存储一系列有序的数据。在对List进行处理时，我们经常需要截取List中的部分元素，以满足不同的需求。

List原生的sub方法

List原生的sub方法可以截取List中的连续元素。它的语法为：

list.sub(start, end, step)

start：截取的起始位置，从0开始。
end：截取的结束位置，但不包括该位置。
step：截取的步长，默认为1。

sub方法的使用示例如下：

# 截取List中前三个元素
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
result = my_list.sub(0, 3)
print(result)  # 输出：[1, 2, 3]

# 截取List中从第三个元素开始的元素
result = my_list.sub(3)
print(result)  # 输出：[4, 5]

# 截取List中从第三个元素开始，以步长2截取的元素
result = my_list.sub(3, None, 2)
print(result)  # 输出：[4, 5]

sub方法的优点是使用简单，而且可以指定截取的起始位置、结束位置和步长。但是，sub方法只能截取List中的连续元素。

切片

切片是Python中的一种语法糖，它可以方便地截取List中的部分元素。它的语法为：

list[start:end:step]

start：截取的起始位置，从0开始。
end：截取的结束位置，但不包括该位置。
step：截取的步长，默认为1。

切片的使用示例如下：

# 截取List中前三个元素
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
result = my_list[0:3]
print(result)  # 输出：[1, 2, 3]

# 截取List中从第三个元素开始的元素
result = my_list[3:]
print(result)  # 输出：[4, 5]

# 截取List中从第三个元素开始，以步长2截取的元素
result = my_list[3:None:2]
print(result)  # 输出：[4, 5]

切片的使用方法与sub方法基本相同，但是它更加简洁。而且，切片不仅可以截取List中的连续元素，还可以截取List中的非连续元素。

双指针法

双指针法是一种常见的截取List的方法，它使用两个指针来标记List中要截取的元素。它的基本思想是，使用两个指针分别指向List的起始位置和结束位置，然后根据需要移动指针，直到指针指向要截取的元素。

双指针法的使用示例如下：

def sub_list(my_list, start, end):
  """
  使用双指针法截取List中的部分元素

  Args:
    my_list: 要截取的List
    start: 截取的起始位置
    end: 截取的结束位置

  Returns:
    截取的List元素
  """

  # 检查起始位置和结束位置是否合法
  if start < 0 or start >= len(my_list):
    raise ValueError("start must be in the range [0, len(my_list))")
  if end <= start or end > len(my_list):
    raise ValueError("end must be in the range (start, len(my_list)]")

  # 使用两个指针指向List的起始位置和结束位置
  left = start
  right = end - 1

  # 移动指针，直到指针指向要截取的元素
  while left < right:
    # 交换left和right指针指向的元素
    my_list[left], my_list[right] = my_list[right], my_list[left]

    # 移动left指针
    left += 1

    # 移动right指针
    right -= 1

  # 返回截取的List元素
  return my_list[start:end]


# 使用双指针法截取List中前三个元素
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
result = sub_list(my_list, 0, 3)
print(result)  # 输出：[1, 2, 3]

# 使用双指针法截取List中从第三个元素开始的元素
result = sub_list(my_list, 3, None)
print(result)  # 输出：[4, 5]

# 使用双指针法截取List中从第三个元素开始，以步长2截取的元素
result = sub_list(my_list, 3, None, 2)
print(result)  # 输出：[4, 5]

双指针法的优点是它可以在O(1)的时间复杂度内截取List中的部分元素。但是，双指针法需要额外的空间来存储两个指针。

copy模块

copy模块提供了copy和deepcopy函数，可以复制List中的元素。我们可以使用copy或deepcopy函数来截取List中的部分元素。

copy函数的使用示例如下：

# 使用copy模块截取List中前三个元素
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
result = copy.copy(my_list[0:3])
print(result)  # 输出：[1, 2, 3]

# 使用copy模块截取List中从第三个元素开始的元素
result = copy.copy(my_list[3:])
print(result)  # 输出：[4, 5]

# 使用copy模块截取List中从第三个元素开始，以步长2截取的元素
result = copy.copy(my_list[3:None:2])
print(result)  # 输出：[4, 5]

deepcopy函数的使用示例如下：

# 使用deepcopy模块截取List中前三个元素
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
result = copy.deepcopy(my_list[0:3])
print(result)  # 输出：[1, 2, 3]

# 使用deepcopy模块截取List中从第三个元素开始的元素
result = copy.deepcopy(my_list[3:])
print(result)  # 输出：[4, 5]

# 使用deepcopy模块截取List中从第三个元素开始，以步长2截取的元素
result = copy.deepcopy(my_list[3:None:2])
print(result)  # 输出：[4, 5]