Python: коллекции, часть 2/4: индексирование, срезы, сортировка
| Часть 1 | Часть 2 | Часть 3 | Часть 4 |
|---|
Данная статья является продолжением моей статьи «Python: коллекции, часть 1: классификация, общие подходы и методы, конвертация».
В данной статье мы продолжим изучать общие принципы работы со стандартными коллекциями (модуль collections в ней не рассматривается) Python.
Для кого: для изучающих Python и уже имеющих начальное представление о коллекциях и работе с ними, желающих систематизировать и углубить свои знания, сложить их в целостную картину.
ОГЛАВЛЕНИЕ:
1. Индексирование
1.1 Индексированные коллекции
Рассмотрим индексированные коллекции (их еще называют последовательности — sequences) — список (list), кортеж (tuple), строку (string).
Под индексированностью имеется ввиду, что элементы коллекции располагаются в определённом порядке, каждый элемент имеет свой индекс от 0 (то есть первый по счёту элемент имеет индекс не 1, а 0) до индекса на единицу меньшего длины коллекции (т.е. len(mycollection)-1).
1.2 Получение значения по индексу
Для всех индексированных коллекций можно получить значение элемента по его индексу в квадратных скобках. Причем, можно задавать отрицательный индекс, это значит, что будем находить элемент с конца считая обратном порядке.
1.3 Изменение элемента списка по индексу
Поскольку кортежи и строки у нас неизменяемые коллекции, то по индексу мы можем только брать элементы, но не менять их:
А вот для списка, если взятие элемента по индексу располагается в левой части выражения, а далее идёт оператор присваивания =, то мы задаём новое значение элементу с этим индексом.
UPD: Примечание: Для такого присвоения, элемент уже должен существовать в списке, нельзя таким образом добавить элемент на несуществующий индекс.
2 Срезы
2.1 Синтаксис среза
Очень часто, надо получить не один какой-то элемент, а некоторый их набор ограниченный определенными простыми правилами — например первые 5 или последние три, или каждый второй элемент — в таких задачах, вместо перебора в цикле намного удобнее использовать так называемый срез (slice, slicing).
Следует помнить, что взяв элемент по индексу или срезом (slice) мы не как не меняем исходную коллекцию, мы просто скопировали ее часть для дальнейшего использования (например добавления в другую коллекцию, вывода на печать, каких-то вычислений). Поскольку сама коллекция не меняется — это применимо как к изменяемым (список) так и к неизменяемым (строка, кортеж) последовательностям.
Синтаксис среза похож на таковой для индексации, но в квадратных скобках вместо одного значения указывается 2-3 через двоеточие:
Особенности среза:
Поэтому, например, mylist[::-1] не идентично mylist[:0:-1], так как в первом случае мы включим все элементы, а во втором дойдем до 0 индекса, но не включим его!
Примеры срезов в виде таблицы:
2.2. Именованные срезы
Чтобы избавится от «магических констант», особенно в случае, когда один и тот же срез надо применять многократно, можно задать константы с именованными срезами с пользованием специальной функции slice()()
Примечание: Nonе соответствует опущенному значению по-умолчанию. То есть [:2] становится slice(None, 2), а [1::2] становится slice(1, None, 2).
2.3 Изменение списка срезом
Важный момент, на котором не всегда заостряется внимание — с помощью среза можно не только получать копию коллекции, но в случае списка можно также менять значения элементов, удалять и добавлять новые.
Проиллюстрируем это на примерах ниже:
2.4 Выход за границы индекса
Обращение по индексу по сути является частным случаем среза, когда мы обращаемся только к одному элементу, а не диапазону. Но есть очень важное отличие в обработке ситуации с отсутствующим элементом с искомым индексом.
Обращение к несуществующему индексу коллекции вызывает ошибку:
А в случае выхода границ среза за границы коллекции никакой ошибки не происходит:
Примечание: Для тех случаев, когда функционала срезов недостаточно и требуются более сложные выборки, можно воспользоваться синтаксисом выражений-генераторов, рассмотрению которых посвещена 4 статья цикла.
3 Сортировка элементов коллекции
Сортировка элементов коллекции важная и востребованная функция, постоянно встречающаяся в обычных задачах. Тут есть несколько особенностей, на которых не всегда заостряется внимание, но которые очень важны.
3.1 Функция sorted()
Мы может использовать функцию sorted() для вывода списка сортированных элементов любой коллекции для последующее обработки или вывода.
Пример сортировки списка строк по длине len() каждого элемента:
3.2 Функция reversed()
Функция reversed() применяется для последовательностей и работает по другому:
Обратите внимание: Частая ошибка начинающих, которая не является ошибкой для интерпретатора, но приводит не к тому результату, который хотят получить.
3.4 Особенности сортировки словаря
В сортировке словаря есть свои особенности, вызванные тем, что элемент словаря — это пара ключ: значение.
UPD: Так же, не забываем, что говоря о сортировке словаря, мы имеем ввиду сортировку полученных из словаря данных для вывода или сохранения в индексированную коллекцию. Сохранить данные сортированными в самом стандартном словаре не получится, они в нем, как и других неиндексированных коллекциях находятся в произвольном порядке.
Отдельные сложности может вызвать сортировка словаря не по ключам, а по значениям, если нам не просто нужен список значений, и именно выводить пары в порядке сортировки по значению.
Для решения этой задачи можно в качестве специальной функции сортировки передавать lambda-функцию lambda x: x[1] которая из получаемых на каждом этапе кортежей (ключ, значение) будет брать для сортировки второй элемент кортежа.
UPD от ShashkovS: 3.5 Дополнительная информация по использованию параметра key при сортировке
Допустим, у нас есть список кортежей названий деталей и их стоимостей.
Нам нужно отсортировать его сначала по названию деталей, а одинаковые детали по убыванию цены.
Перед тем, как сравнивать два элемента списка к ним применялась функция prepare_item, которая меняла знак у стоимости (функция применяется ровно по одному разу к каждому элементу. В результате при одинаковом первом значении сортировка по второму происходила в обратном порядке.
Чтобы не плодить утилитарные функции, вместо использования сторонней функции, того же эффекта можно добиться с использованием лямбда-функции.
UPD от ShashkovS: 3.6 Устойчивость сортировки
Допустим данные нужно отсортировать сначала по столбцу А по возрастанию, затем по столбцу B по убыванию, и наконец по столбцу C снова по возрастанию.
Если данные в столбце B числовые, то при помощи подходящей функции в key можно поменять знак у элементов B, что приведёт к необходимому результату.
А если все данные текстовые? Тут есть такая возможность.
Дело в том, что сортировка sort в Python устойчивая (начиная с Python 2.2), то есть она не меняет порядок «одинаковых» элементов.
Поэтому можно просто отсортировать три раза по разным ключам:
Индексы списков и срез в Python
Базовый срез
Для любого итерируемого объекта (например, строки, списка и т. Д.) Python позволяет срезать и вернуть подстроку или подсписок своих данных.
Кроме того, любой из вышеперечисленных срезов может использоваться с определенным размером шага:
Индексы могут быть отрицательными, и в этом случае они вычисляются с конца последовательности
Размер шага также может быть отрицательным, в этом случае срез будет перебирать список в обратном порядке:
Эта конструкция полезна для обращения итеративного
Обратите внимание на то, что для отрицательных шагов по умолчанию end_index не None
Создание мелкой копии массива
Быстрый способ сделать копию массива (в отличие от присвоения переменной с другой ссылкой на исходный массив):
Разворот объекта
Индексирование пользовательских классов: __getitem__, __setitem__ и __delitem__
Это позволяет нарезать и индексировать для доступа к элементу:
Во время установки и удаления элементов допускает только запятые целочисленной индексации (без нарезки):
Назначение среза
Еще одна полезная функция, использующая срезы- это назначение срезов. Python позволяет назначать новые фрагменты для замены старых фрагментов списка за одну операцию.
Это означает, что если у вас есть список, вы можете заменить несколько членов в одном назначении:
Назначение также не должно совпадать по размеру, поэтому, если вы хотите заменить старый срез новым, отличающимся по размеру, вы можете:
Также возможно использовать известный синтаксис среза для таких вещей, как замена всего списка:
Или только два последних члена:
Базовое индексирование
В списках Python первый элемент в списке можно получить по индексу 0
Научим основам Python и Data Science на практике
Это не обычный теоритический курс, а онлайн-тренажер, с практикой на примерах рабочих задач, в котором вы можете учиться в любое удобное время 24/7. Вы получите реальный опыт, разрабатывая качественный код и анализируя реальные данные.
Индексы и срезы в Python
Индекс строки в Python
Первый по счету символ в строке всегда будет иметь индекс 0. Таким образом, обратившись по индексу к элементу, мы можем узнать его значение. В чем и состоит смысл индексов. У пробела, так же есть индекс.
Так мы получим всю строку целиком:
get_str = ‘это строка’
print(get_str)
это строка
get_s = ‘это строка’
print(get_s[5])
t
При обращении к несуществующему индексу, программа выведет ошибку.
get_s = ‘это строка’
print(get_s[10])
IndexError: string index out of range
Отрицательный индекс
Мы знаем точно, что у первого символа строки всегда будет индекс 0. А как насчет последнего символа? Ведь длина строки не всегда заранее известна. Для закрепления постоянного индекса для последнего символа, Python вводит понятие отрицательного индекса и предлагает вести отсчет наоборот, справа налево.
get_last = ‘Python’
print(get_last[-1])
n
Срез строки в Python
slice = ‘срезы Python’
print(slice[0:3])
сре #символ ‘з’ не попал в выборку
Если не указаны начало или конец среза, то по умолчанию берётся первый или последний элемент коллекции.
slice = ‘срезы Python’
print(slice[6:])
Python #с индекса 6 и до конца
slice = ‘срезы Python’
print(slice[:5])
срезы #с начала строки до 5-го индекса включительно
slice = ‘срезы Python’
print(slice[:])
срезы Python #выводит строку целиком
Третьим параметром у срезов, может передаваться шаг.
slice = ‘срезы Python’
print(slice[::2])
сеыPto #выводит символы через один
Индекс списка в Python
a = [2, 3, 5, 9, 12, 16]
print(a[4])
12
Правила для индексов у списка, похожие для индексов у строк:
Заменить элемент в списке
d = [1, 3, 5, 7, 8]
d[3] = 10
print(d)
[1, 3, 5, 10, 8]
Удалить элемент из списка
Элемент со значением 15 под индексом 2, вылетел из списка.
f = [11, 13, 15, 17]
del f[2]
print(f)
[11, 13, 17]
Срез списка в Python
Со срезами у списков дело обстоит точно так же, как и у строк. Делаем выборку со 2-го индекса по 4-ый, не включая сам 4-ый индекс.
b = [21, 32, 54, 90, 22, 46]
print(b[2:4])
[54, 90]
Вывод четных элементов списка
Выведем все четные элементы списка, используя срезы. Первым параметром передаем 1-ый индекс, во втором параметре пишем двоеточие (по умолчанию выведется последний элемент списка) и третьим параметром указываем шаг для выводимых элементов.
c = [21, 22, 23, 24, 25, 26, 27]
print(c[1::2])
[22, 24, 26]
Итоги
Ранее мы научились создавать строку, узнали, какие у строк есть методы. Сегодня вы научились по индексам и срезам находить значения. Но на этом, познания о строках не заканчиваются и все самое интересное, вас ждет впереди.
Копирование материалов разрешается только с указанием автора (Михаил Русаков) и индексируемой прямой ссылкой на сайт (http://myrusakov.ru)!
Добавляйтесь ко мне в друзья ВКонтакте: http://vk.com/myrusakov.
Если Вы хотите дать оценку мне и моей работе, то напишите её в моей группе: http://vk.com/rusakovmy.
Если Вы не хотите пропустить новые материалы на сайте,
то Вы можете подписаться на обновления: Подписаться на обновления
Если у Вас остались какие-либо вопросы, либо у Вас есть желание высказаться по поводу этой статьи, то Вы можете оставить свой комментарий внизу страницы.
Порекомендуйте эту статью друзьям:
Если Вам понравился сайт, то разместите ссылку на него (у себя на сайте, на форуме, в контакте):
Комментарии ( 0 ):
Для добавления комментариев надо войти в систему.
Если Вы ещё не зарегистрированы на сайте, то сначала зарегистрируйтесь.
Copyright © 2010-2021 Русаков Михаил Юрьевич. Все права защищены.
Индексация и разделение строк в Python 3
Published on March 19, 2021
Введение
Тип строки данных Python представляет собой последовательность, составленную из одного или нескольких отдельных символов, в том числе букв, чисел, пробелов или специальных символов. Поскольку строка представляет собой последовательность, к ней можно получить доступ посредством индексации и разделения, как и к другим типам данных на базе последовательностей.
В этом учебном модуле вы узнаете, как получать доступ к строкам через индексацию, как разделять их через последовательности символов и как использовать методы подсчета и определения расположения символов.
Индексация строк
Как и тип данных списка, который содержит элементы, соответствующие индексу, строки также содержат символы, которым соответствуют индексы, начиная с 0.
Для строки Sammy Shark! индекс выглядит следующим образом:
| S | a | m | m | y | S | h | a | r | k | ! | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
Также отметим, что символу пробела между Sammy и Shark также соответствует собственный индекс. В данном случае пробелу соответствует индекс 5.
Поскольку каждый символ в строке Python имеет свой индекс, мы можем получать доступ к строкам и совершать с ними манипуляции так же, как и с другими типами последовательных данных.
Доступ к символам через положительный числовой индекс
Используя ссылки на числовые индексы, мы можем изолировать один из символов в строке. Для этого мы поместим индекс в квадратные скобки. Давайте декларируем строку, выведем ее и вызовем индекс в квадратных скобках:
Числовые индексы позволяют получать доступ к определенным символам в строках.
Доступ к символам через отрицательный индекс
Для той же строки Sammy Shark! отрицательная разбивка индекса выглядит следующим образом:
| S | a | m | m | y | S | h | a | r | k | ! | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -12 | -11 | -10 | -9 | -8 | -7 | -6 | -5 | -4 | -3 | -2 | -1 |
Использование отрицательных индексов может быть полезно для изоляции отдельных символов ближе к концу длинной строки.
Разделение строк
Мы пропустили индекс перед двоеточием в синтаксисе среза и указали только индекс после двоеточия, обозначающий конец подстроки.
Чтобы вывести подстроку, начинающуюся в середине строки и идущую до конца строки, мы можем указать только индекс перед двоеточием:
Если мы укажем только индекс перед двоеточием и не укажем второй индекс, подстрока будет идти от соответствующего первому индексу символа до конца строки.
Давайте используем два отрицательных индекса для создания среза строки ss :
Определение шага при создании срезов строк
В дополнение к двум индексам при создании срезов можно использовать третий параметр. Третий параметр указывает шаг, означающий, на сколько символов нужно сдвинуться после извлечения первого символа из строки. В предыдущих примерах мы не использовали параметр шага, а по умолчанию Python использует значение шага 1, выводя все символы между двумя индексами.
Давайте снова посмотрим на пример выше, который выводит подстроку “Shark”:
Мы можем получить те же результаты, добавив третий параметр шага со значением 1:
Если шаг равен 1, выводятся все символы между двумя индексами среза. Если мы опустим параметр шага, Python будет по умолчанию использовать значение 1.
Если же мы увеличим значение шага, некоторые символы будут пропущены:
Обратите внимание, что символ пробела с индексом 5 также пропускается, если задан шаг 2.
Если мы используем более крупное значение шага, подстрока будет значительно короче:
В этом примере символ пробела тоже пропускается.
Поскольку мы выводим всю строку, мы можем опустить два индекса и оставить два двоеточия в синтаксисе, чтобы получить тот же результат:
Если мы пропустим два индекса и оставим запятые, мы включим в диапазон всю строку, а последний параметр будет определять шаг, то есть, количество пропускаемых символов.
Два двоеточия без параметров означают вывод всех символов первоначальной строки, шаг 1 означает вывод всех символов без пропуска, а отрицательное значение шага изменяет порядок вывода символов на противоположный.
! k r a h S [пробел] y m m a S
В этом примере выводится символ пробела.
Задавая третий параметр синтаксиса среза Python, мы указываем шаг подстроки, которую извлекаем из первоначальной строки.
Методы подсчета
Когда мы говорим об индексах символов в строках, стоит упомянуть о некоторых методах подсчета строк или вывода индексов. Это может быть полезно для того, чтобы ограничить количество символов, которые мы хотим включить в форму ввода, или чтобы сравнивать строки. Для подсчета строк, как и других символов последовательных данных, можно использовать несколько методов.
Давайте выведем длину строки ss :
Длина строки “Sammy Shark!” составляет 12 символов, включая символ пробела и символ восклицательного знака.
Вместо использования переменной мы также можем передать строку прямо в метод len() :
Метод len() подсчитывает общее количество символов в строке.
Мы можем поискать и другой символ:
Давайте попробуем использовать str.count() с последовательностью символов:
В строке likes последовательность символов, эквивалентная “likes”, встречается в исходной строке 3 раза.
Мы можем посмотреть, где появляется первый символ “m” в строке ss :
Первый символ “m” появляется в строке “Sammy Shark!” на позиции с индексом 2. Мы можем проверить позиции индекса в строке ss выше.
Давайте посмотрим, где встречается первая последовательность символов “likes” в строке likes :
Во втором примере, который начинается с индекса 9, первая последовательность символов “likes” начинается с индекса 34.
Также мы можем указать в качестве третьего параметра конец диапазона. Как и в случае со срезами, мы можем использовать обратный отсчет, указав отрицательный индекс:
Заключение
Возможность вызова определенных индексов строк или конкретного среза строки дает дополнительную гибкость при работе с этим типом данных. Поскольку строки относятся к последовательному типу данных, как списки и кортежи, для доступа к ним можно использовать индексы и срезы.
Чтобы продолжить изучение строк, вы можете прочитать дополнительные материалы по форматированию строк и методам строк.
Индексация и срез строк в Python 3
Строки – это тип данных Python, который представляет собой последовательность из одного или нескольких символов (букв, цифр, пробелов и других символов). Поскольку строки являются последовательностями, с ними можно взаимодействовать так же, как и с другими типами данных на основе последовательности – путём индексации и среза.
Данное руководство научит вас индексировать строки, создавать срезы и использовать некоторые методы подсчёта и поиска символов.
Индексация строк
Каждому символу в строке соответствует индексный номер, начиная с 0. К примеру, строка 8host Blog! индексируется следующим образом:
| 8 | h | o | s | t | B | l | o | g | ! | |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Как видите, индексом первого символа является 0, последний индекс, 10, принадлежит символу «!».Любой другой символ или знак препинания (*#$&.;?,) также будет иметь свой собственный номер индекса.
Следует обратить внимание на то, что пробел также является частью строки, потому тоже имеет свой индекс (в данном случае 5).
Принимая во внимание тот факт, что каждый символ в строке Python имеет соответствующий индекс, вы можете управлять строками так же, как и любыми другими последовательными типами данных.
Поиск символа по положительному индексу
Ссылаясь на индекс, вы можете извлечь один символ из строки. Для этого индекс помещается в квадратные скобки. Объявите строку и попробуйте извлечь один из её символов.
ss = «8host Blog!»
print(ss[4])
t
Когда вы ссылаетесь на конкретный индекс, Python возвращает символ, которому этот индекс принадлежит. Символ t в строке 8host Blog! имеет индекс 4.
Выбор символа по отрицательному индексу
К примеру, строка 8host Blog!будет иметь следующий негативный индекс:
| 8 | h | o | s | t | B | l | o | g | ! | |
| -11 | -10 | -9 | -8 | -7 | -6 | -5 | -4 | -3 | -2 | -1 |
Отрицательный индекс позволяет выбрать символ в длинной строке.
Срез строк
Также вы можете вызвать диапазон символов из строки. К примеру, вывести только Blog. Для этого используется оператор нарезки, а получившийся в результате фрагмент данных называется срезом. Чтобы создать срез, введите диапазон индексов в квадратные скобки, разделив их двоеточием:
Как можно понять из примера, 6 – индекс первого символа среза (включительно), а 10 – индекс символа после среза (по сути, в срез входят символы с индексами 6, 7, 8 и 9; восклицательный знак с индексом 10 уже не входит в срез).
Выполняя нарезку строки, вы создаёте новую строку, точнее, подстроку – строку, которая существует внутри другой строки (к примеру, строка Blog существует внутри строки 8host Blog!).
Чтобы включить в срез начало или конец строки, можно опустить индекс первого или последнего её символа. К примеру, чтобы вывести только 8host (первое слово строки), можно ввести:
Как видите, индекс первого символа не указан.
Чтобы вывести подстроку, начиная с середины строки и до конца, можно ввести:
Попробуйте запросить срез с помощью отрицательного индекса:
Срезы с шагом
В предыдущем разделе срез был взят по такому шаблону:
включая индекс start и не включая индекс stop. Однако срезы можно задавать по трём параметрам:
где stride – шаг. Этот параметр указывает, на сколько символов нужно продвинуться после взятия первого символа. По умолчанию шаг в Python равен 1, то есть, Python будет извлекать символы по порядку.
Шаг со стандартным значением 1 можно не указывать – это не повлияет на поведение Python. Например:
print(ss[6:10])
Blog
print(ss[6:10:1])
Blog
Стандартный шаг будет выводить каждый индекс. Попробуйте задать нестандартное значение шага:
Если шаг – 2, Python пропустить каждый второй символ и выведет символы исходной строки через один (выведенные символы выделены красным):
Обратите внимание: пробел с индексом 5 также был пропущен, поскольку он является отдельным символом в последовательности.
Попробуйте увеличить шаг:
Такой шаг выведет каждый четвертый символ после первого символа строки.
Запрашивая всю строку, вы можете не указывать первые два параметра (start и stop), так как при этом Python по умолчанию выводит строку от начала до конца.
print(ss[::-1])
!golB tsoh8
Первые два параметра пропущены, потому Python выведет все символы строки.
При этом символы строки будут выведены в обратном порядке через один:
Методы подсчета
Методы подсчета позволяют ограничить количество символов в формах пользовательского ввода и сравнивать строки. Как и для других последовательных типов данных, для работы со строками существует несколько методов.
Метод len() выводит длину любого последовательного типа данных (включая строки, списки, кортежи и словари).
Запросите длину строки ss:
Строка «8host Blog!» содержит 11 символов.
Кроме переменных, метод len() может подсчитать длину любой заданной строки, например:
print(len(«Let’s print the length of this string.»))
38
Метод len() подсчитывает общее количество символов в строке.
Метод str.count()может подсчитать, сколько раз в строке повторяется тот или иной символ. Запросите количество символов о в строке «8host Blog!».
Запросите другой символ:
Несмотря на то, что символ b присутствует в запрашиваемой строке, метод возвращает 0, поскольку он чувствителен к регистру. Чтобы вывести символы по нижнему регистру, используйте метод str.lower().
Используйте метод str.count() на последовательность символов:
likes = «Mary likes to swim in the ocean, and likes to smile.»
print(likes.count(«likes»))
2
Подстрока likes встречается в вышеприведённой строке дважды.
Чтобы определить индекс символа в строке, используйте метод str.find().
Для примера запросите индекс символа o в строке ss:
Первый символ о в строке «8host Blog!» находится под индексом 2.
Попробуйте узнать индекс первого символа подстроки «likes» внутри строки likes:
Но в данной строке последовательность likes встречается дважды. Как узнать индекс первого символа второй последовательности likes? Методу str.find() можно задать второй параметр – индекс, с которого нужно начинать поиск.
print(likes.find(«likes», 9))
37
Заключение
Теперь вы обладаете базовыми навыками работы со строками, умеете индексировать их и создавать срезы.