4.4　使用列表的一部分

在第3章中，你学习了如何访问单个列表元素。在本章中，你一直在学习如何处理列表的所有元素。你还可以处理列表的部分元素，Python称之为切片 。

4.4.1　切片

要创建切片，可指定要使用的第一个元素和最后一个元素的索引。与函数range() 一样，Python在到达第二个索引之前的元素后停止。要输出列表中的前三个元素，需要指定索引0和3，这将返回索引为0、1和2的元素。

下面的示例处理的是一个运动队成员列表：

players.py

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
❶ print(players[0:3])

❶处的代码打印该列表的一个切片，其中只包含三名队员。输出也是一个列表，其中包含前三名队员：

['charles', 'martina', 'michael']

你可以生成列表的任意子集。例如，如果要提取列表的第二、第三和第四个元素，可将起始索引指定为1 ，并将终止索引指定为4 ：

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
print(players[1:4])

此时，切片始于'martina' 、终于'florence' 。

['martina', 'michael', 'florence']

如果没有指定第一个索引，Python将自动从列表开头开始：

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
print(players[:4])

由于没有指定起始索引，Python从列表开头开始提取：

['charles', 'martina', 'michael', 'florence']

要让切片终止于列表末尾，也可使用类似的语法。例如，如果要提取从第三个元素到列表末尾的所有元素，可将起始索引指定为2 ，并省略终止索引：

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
print(players[2:])

Python将返回从第三个元素到列表末尾的所有元素：

['michael', 'florence', 'eli']

无论列表多长，这种语法都能够让你输出从特定位置到列表末尾的所有元素。上一章说过，负数索引返回离列表末尾相应距离的元素，因此你可以输出列表末尾的任意切片。例如，如果要输出名单上的最后三名队员，可使用切片players[-3:] ：

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
print(players[-3:])

上述代码打印最后三名队员的名字，即便队员名单长度发生变化，也依然如此。

注意 　可在表示切片的方括号内指定第三个值。这个值告诉Python在指定范围内每隔多少元素提取一个。

4.4.2　遍历切片

如果要遍历列表的部分元素，可在for 循环中使用切片。下面的示例遍历前三名队员，并打印他们的名字：

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']

print("Here are the first three players on my team:")
❶ for player in players[:3]:
print(player.title())

❶处的代码没有遍历整个队员列表，而只遍历前三名队员：

Here are the first three players on my team:
Charles
Martina
Michael

在很多情况下，切片都很有用。例如，编写游戏时，你可以在玩家退出游戏时将其最终得分加入一个列表中，然后将该列表按降序排列以获取三个最高得分，再创建一个只包含前三个得分的切片；处理数据时，可使用切片来进行批量处理；编写Web应用程序时，可使用切片来分页显示信息，并在每页显示数量合适的信息。

4.4.3　复制列表

我们经常需要根据既有列表创建全新的列表。下面来介绍复制列表的工作原理，以及复制列表可提供极大帮助的一种情形。

要复制列表，可创建一个包含整个列表的切片，方法是同时省略起始索引和终止索引（[:] ）。这让Python创建一个始于第一个元素、终止于最后一个元素的切片，即整个列表的副本。

例如，假设有一个列表包含你最喜欢的四种食品，而你想再创建一个列表，并在其中包含一位朋友喜欢的所有食品。不过，你喜欢的食品，这位朋友也都喜欢，因此可通过复制来创建这个列表：

foods.py

❶ my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake']
❷ friend_foods = my_foods[:]

print("My favorite foods are:")
print(my_foods)

print("\nMy friend's favorite foods are:")
print(friend_foods)

首先，创建一个你喜欢的食品列表，名为my_foods （见❶）。然后创建一个名为friend_foods 的新列表（见❷）。在不指定任何索引的情况下从列表my_foods 中提取一个切片，从而创建这个列表的副本，并将该副本赋给变量friend_foods 。打印这两个列表后，我们发现其包含的食品相同：

My favorite foods are:
['pizza', 'falafel', 'carrot cake']

My friend's favorite foods are:
['pizza', 'falafel', 'carrot cake']

为核实确实有两个列表，下面在每个列表中都添加一种食品，并核实每个列表都记录了相应人员喜欢的食品：

my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake']
❶ friend_foods = my_foods[:]

❷ my_foods.append('cannoli')
❸ friend_foods.append('ice cream')

print("My favorite foods are:")
print(my_foods)

print("\nMy friend's favorite foods are:")
print(friend_foods)

与前一个示例一样，首先将my_foods 的元素复制到新列表friend_foods 中（见❶）。接下来，在每个列表中都添加一种食品：在列表my_foods 中添加'cannoli' （见❷），而在friend_foods 中添加'ice cream' （见❸）。最后，打印这两个列表，核实这两种食品分别包含在正确的列表中。

My favorite foods are:
❹ ['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli']

My friend's favorite foods are:
❺ ['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'ice cream']

❹处的输出表明，'cannoli' 包含在你喜欢的食品列表中，而'ice cream' 不在。❺处的输出表明，'ice cream' 包含在你朋友喜欢的食品列表中，而'cannoli' 不在。如果只是将my_foods 赋给friend_foods ，就不能得到两个列表。例如，下面演示了在不使用切片的情况下复制列表的情况：

my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake']

# 这行不通:
❶ friend_foods = my_foods

my_foods.append('cannoli')
friend_foods.append('ice cream')

print("My favorite foods are:")
print(my_foods)

print("\nMy friend's favorite foods are:")
print(friend_foods)

这里将my_foods 赋给friend_foods ，而不是将my_foods 的副本赋给friend_foods （见❶）。这种语法实际上是让Python将新变量friend_foods 关联到已与my_foods 相关联的列表，因此这两个变量指向同一个列表。有鉴于此，当我们将'cannoli' 添加到my_foods 中时，它也将出现在friend_foods 中。同样，虽然'ice cream' 好像只被加入到了friend_foods 中，但它也将出现在这两个列表中。

输出表明，两个列表是相同的，这并非我们想要的结果：

My favorite foods are:
['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli', 'ice cream']

My friend's favorite foods are:
['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli', 'ice cream']

注意 　暂时不要考虑这个示例中的细节。当试图使用列表的副本时结果出乎意料，基本上都要确认你是否像第一个示例那样使用切片复制了列表。

动手试一试

练习4-10：切片 　选择你在本章编写的一个程序，在末尾添加几行代码，以完成如下任务。

• 打印消息“The first three items in the list are:”，再使用切片来打印列表的前三个元素。
• 打印消息“Three items from the middle of the list are:”，再使用切片来打印列表的中间三个元素。
• 打印消息“The last three items in the list are:”，再使用切片来打印列表的末尾三个元素。

练习4-11：你的比萨，我的比萨 　在你为完成练习4-1而编写的程序中，创建比萨列表的副本，并将其赋给变量friend_pizzas ，再完成如下任务。

• 在原来的比萨列表中添加一种比萨。
• 在列表friend_pizzas 中添加另一种比萨。
• 核实有两个不同的列表。为此，打印消息“My favorite pizzas are:”，再使用一个for 循环来打印第一个列表；打印消息“My friend's favorite pizzas are:”，再使用一个for 循环来打印第二个列表。核实新增的比萨被添加到了正确的列表中。

练习4-12：使用多个循环 　在本节中，为节省篇幅，程序foods.py的每个版本都没有使用for 循环来打印列表。请选择一个版本的foods.py，在其中编写两个for 循环，将各个食品列表打印出来。