漢堡的生活日記

Python當中最重要的資料結構應該算是list跟dictionary了。要存取list內部的元素，傳統上都是使用index：假設有一個list叫做a，長度為10則它的所有元素為a[0], a[1], a[2], ..., a[8], a[9]。Python除了傳統的index外，又提供了一個像瑞士小刀一樣的東西叫slice，本篇稍微介紹一下slice的威力。

slice的語法是：a[m:n]，代表從第m個元素開始取，取到第n-1個元素為止。不過slice的用途遠大於存取元素，它還可以存取「看不見的東西」，這樣講是有點毛毛的。不過，要真正了解slice的威力，或許不要從「元素」的角度來看，而是從「位置」的角度來看。如果我們將list當中，元素之間的空隙(最前面跟最後面也算)也標上數字，大概是這個樣子：P0, a[0], P1, a[1], P2, a[2], P3, ..., P8, a[8], P9, a[9], P10。則a[m:n]就代表從第m個位置開始取，取到第n個位置為止。m跟n可以都出現，可以只出現其一，也可以都不出現。a[m:]指的是第m個位置到最後面，a[:n]指的是最前面到第n個位置，a[:]指的是最前面到最後面，其實就等同於a本身，但注意到只是「值」的相等。

如果我們寫：

a=[0,1,2,3,4]

b=a

c=a[:]

則b跟a都指向同一個address，當a的內容改變，b的內容跟著變，但c是指向另一個address，因此當a的內容改變，c還是等於[0,1,2,3,4]。

有了這個觀念，接下來討論list的彈性，list可以取代/增加/刪除/排序(sort)/逆轉(reverse)，此處我只針對取代/增加/刪除，因為排序跟逆轉剛好就有兩個同名的method可以用。

一、用slice來取代元素

我們先講index的取代。若a=[0,1,2,3,4]，m=2，n=4：

元素被元素所取代：a[m]=p，取代之後a變成[0,1,p,3,4]

元素被list所取代：a[n]=(p,q)，取代之後a變成[0,1,p,3,(p,q)]

注意到list可以容許不同資料型態做為它的元素，因此這裡的p,q可以是數字或字串，甚至是另一個list (p,q)。

用slice來做取代，寫法大同小異，但其功能更強大，且沒有規定取代者或是被取代者的長度，也就是說，取代完之後的list，長度可能不變(跟用index來做取代一樣)，但也可能變長或變短。上述兩個例子，我們用slice來做：

a[m:m+1]=(p)，取代之後a變成[0,1,p,3,4]

a[n:n+1]=(p,q)，取代之後a變成[0,1,p,3,p,q]

我們發現，此時(p,q)成為a的兩個元素，而非一個做為a的元素的list，跟前面用index來做會得到不一樣的結果。a的長度變成6，增加了1。同樣地，若我們寫：

a[n:n+2]=(r)，取代之後a變成[0,1,p,3,r]，原本的(p,q)被(r)所取代。

二、用slice來增加元素

index有其限制：我們無法存取看不見的東西。slice的出現彌補了這個缺憾，用slice來處理取代更具有靈活性。list的增加刪減，都可以化約為取代。我們舉例如下：

如果a=[0,1,2,3,4]

則a[:0]=(p)，取代之後a變成[p,0,1,2,3,4]

則a[len(a):]=(q)，取代之後a變成[p,0,1,2,3,4,q]

其實前者就相當於insert(0,p)，後者就相當於insert(len(a),q)或是append(q)。

由於slice必須視為一種sub-list，因此後面對應到的(p)跟(q)都必須以list的形式來表示。

聰明的你一定馬上知道，插入的值可以是好幾個元素，不妨試試看以下的assignment：

a[:0]=(p,q,r)

a[len(a):]=(s,t,u)

前者在Python中無對應的method，只能一次insert一個元素，後者就相當於extend((s,t,u))。

若要在特定位置插入一到多個元素，可以這樣寫：

a[m:m]=(p,q,r,...)

這個寫法比insert(m,x)來得強，因為insert一次只能插入一個元素，而用slice來寫，隨便你要插入幾個元素都沒問題。

這裡再補充一點，如果我們將list看做一個集合，則index只是取當中的一個元素，其地位就是一個元素。但slice是取零個到多個元素，其地位是一個集合，更明確來說，它是list的一個子集合(subset)。

三、用slice來刪除元素

要將一個到多個元素刪除，用slice來做很簡單：

a[m:n]=()

所以如果寫：

a=[0,1,2,3,4]

a[2:4]=()

我們會得到：

a=[0,1,4]

同樣地，Python內建了一個method，叫做pop()，但pop()每次只能刪除一個元素，好處是它會回傳該元素的值。若不需知道欲刪除元素的值，則使用slice比較方便。

總之，雖然Python已經內建了許多處理list的method，但功能都有限。若能熟悉slice的用法，則「吾道一以貫之」，可以用這把瑞士刀做許多事情。