将切片转换为范围

Question

我正在使用Python 3.3。我想获取一个“slice”对象并使用它来创建一个新的“range”对象。

大致如下：

>>> class A:
    def __getitem__(self, item):
        if isinstance(item, slice):
            return list(range(item.start, item.stop, item.step))

>>> a = A()
>>> a[1:5:2] # works fine
[1, 3]
>>> a[1:5] # won't work :(
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#18>", line 1, in <module>
    a[1:5] # won't work :(
  File "<pyshell#9>", line 4, in __getitem__
    return list(range(item.start, item.stop, item.step))
TypeError: 'NoneType' object cannot be interpreted as an integer

很明显，这里的问题是 - range 不接受 None 作为一个值。

>>> range(1, 5, None)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#19>", line 1, in <module>
    range(1, 5, None)
TypeError: 'NoneType' object cannot be interpreted as an integer

但是对我来说不明显的是解决方案。如何调用range以便在任何情况下都能正常工作呢？我正在寻找一种优雅的Python方式来完成这件事。

- slallum

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在Python 3中，您可以切片一个range对象以获得一个新的range对象，这有帮助吗？ - asmeurer

对于那些寻求简单和更一般性答案的人，可以参考下面Larby Knossos的回答：range(item.start or 0, item.stop or len(self), item.step or 1)。如果没有定义__len__，则根据需要替换len(self)。 - lehiester

Answer 1

有一种更简单的方法可以做到这一点（至少在3.4中，我目前没有3.3版本，并且在更新日志中也没有看到它）。

假设你的类已经有了一个已知长度，你只需要切片该长度的范围即可：

>>> range(10)[1:5:2]
range(1, 5, 2)
>>> list(range(10)[1:5:2])
[1, 3]

如果您不事先知道长度，则必须执行以下操作：

>>> class A:
    def __getitem__(self, item):
        if isinstance(item, slice):
            return list(range(item.stop)[item])
>>> a = A()
>>> a[1:5:2]
[1, 3]
>>> a[1:5]
[1, 2, 3, 4]

- CrazyCasta

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这很棒。我想要注意的一件事是list(range(10)[0:20])不会抛出错误，这可能会有问题！ - taper

在slice(0, None, 1)的情况下会出现TypeError: 'NoneType' object cannot be interpreted as an integer的错误。你需要检查是否为None并处理这种情况。glglgl建议使用itertools.count()。 - Mathieu CAROFF

@MathieuCAROFF 兄弟，最初提问的人说他想要一个范围（range），而不是其他可迭代对象。他从未表达过希望能够处理没有结束点的切片的愿望。如果这是你想要的，那么请自己提出问题，而不是在评论中询问。 - CrazyCasta

抱歉，这只是我的个人观点，我认为这是最美的解决方案，但这是唯一的缺点。 - Mathieu CAROFF

此外，所有其他答案都非常错误（截至2019年1月6日）。 - Mathieu CAROFF

一个非常好的答案 :) - Vaidøtas I.

Answer 2

尝试

class A:
    def __getitem__(self, item):
        ifnone = lambda a, b: b if a is None else a
        if isinstance(item, slice):
            if item.stop is None:
                # do something with itertools.count()
            else:
                return list(range(ifnone(item.start, 0), item.stop, ifnone(item.step, 1)))
        else:
            return item

如果 .start 和 .step 值为 None，则此方法会适当地重新解释它们。

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还有一种选项是使用切片的 .indices() 方法。它接收元素数量作为参数，并将 None 重新解释为相应的值，并将负值转换为给定长度参数周围的值。

>>> a=slice(None, None, None)
>>> a.indices(1)
(0, 1, 1)
>>> a.indices(10)
(0, 10, 1)
>>> a=slice(None, -5, None)
>>> a.indices(100)
(0, 95, 1)

这取决于您打算如何使用负索引...

- glglgl

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你也可以这样写：list(range(item.start or 0, item.stop, item.step or 1)) - LoveToCode

@LoveToCode 我认为这两种方法略有不同，也许后者并不是最佳实践。ifnone() 函数专门测试值是否为 None，而你的方法则替换任何被解释为 False 的值。 例如，如果你将 0 放入步骤中，使用 ifnone() 函数会保持不变，而 range() 函数会引发错误，这可能是正确的行为。但如果使用 item.step 或 1，则会将 0 替换为 item.step。 - 4xel

slice的.indices()方法正是我正在寻找的。谢谢！ - Arty

如果 item.stop 为 None，为什么不把 stop 设置为长度？ - Ger

Answer 3

问题：

一个切片由start、stop和step参数组成，可以使用切片符号或slice 内置函数创建。其中任意（或全部）start、stop和step参数都可以是None。

# valid
sliceable[None:None:None]

# also valid
cut = slice(None, None, None)
sliceable[cut]

然而，正如原问题所指出的，range函数不接受None参数。你可以通过各种方式解决这个问题...

解决方案

使用条件逻辑：

if item.start None:
    return list(range(item.start, item.stop))
return list(range(item.start, item.stop, item.step))

...由于任何或所有参数都可能为 None ，因此可能会变得不必要复杂。

使用条件变量：

start = item.start if item.start is None else 0
step = item.step if item.step is None else 1
return list(range(item.start, item.stop, item.step))

...这很明确，但有点冗长。

在语句中直接使用条件语句:

return list(range(item.start if item.start else 0, item.stop, item.step if item.step else 1))

...这也过于冗长。

使用函数或lambda语句：

ifnone = lambda a, b: b if a is None else a
range(ifnone(item.start, 0), item.stop, ifnone(item.step, 1)

...这可能很难理解。

使用'或':

return list(range(item.start or 0, item.stop or len(self), item.step or 1))

我认为使用or来分配合理的默认值是最简单的。它明确、简单、清晰、简洁。

为了完善实现，您还应通过检查isinstance(item,numbers.Integral)（请参见int vs numbers.Integral）来处理整数索引（int，long等）。

定义__len__以允许使用len(self)作为默认的停止值。

最后，对于无效的索引（例如字符串等），引发适当的TypeError。

class A:
    def __len__(self):
        return 0

    def __getitem__(self, item):
        if isinstance(item, numbers.Integral):  # item is an integer
            return item
        if isinstance(item, slice):  # item is a slice
            return list(range(item.start or 0, item.stop or len(self), item.step or 1))
        else:  # invalid index type
            raise TypeError('{cls} indices must be integers or slices, not {idx}'.format(
                cls=type(self).__name__,
                idx=type(item).__name__,
            ))

- Labrys Knossos

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/!\ 或 如果 item.step 为 0。 - Mathieu CAROFF

“[或]是明确的”。并不是所有的值都被隐式地解释为False，这可能会导致问题，如果你真的只想测试None。在那个例子中，将切片步长设置为0应该会引发错误，但实际上没有。更糟糕的是，你不能使用0作为item.stop的值，它会被长度self覆盖。 - 4xel

非常好的答案，谢谢。但是它不能用于负数切片，对吗？ - Carol Eisen

“With conditional variables:” 的答案是错误的。应该是 item.start if item.start is not None else 0。 - Ger

Answer 4

这里所有其他的答案都完全错了。

通常情况下，您根本无法将一个slice转换为一个range。

信息不足。 您需要知道要切片的列表（或其他序列类型）的长度。

一旦您知道了长度，您可以在Python 3中使用slice.indices()轻松创建一个范围。

按照您提供的示例：

class A:
    def __init__(self, mylist):
        self.mylist = mylist

    def __getitem__(self, item):
        if isinstance(item, slice):
            mylen = len(self.mylist)
            return list(range(*item.indices(mylen)))

mylist = [1, 2, 'abc', 'def', 3, 4, None, -1]
a = A(mylist)
a[1:5]  # produces [1, 2, 3, 4]

- Mike

Answer 5

我会特别处理item.step is None分支：

def __getitem__(self, item):
    if isinstance(item, slice):
        if item.step is None:
            return list(range(item.start, item.stop))
        return list(range(item.start, item.stop, item.step))

而且您将处理需要正确倒数的范围。

- Martijn Pieters

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这很酷，但 item.start 也可能是 None，我认为代码中太多的 if 可能会让它看起来相当丑陋，所以我在另一个答案中建议使用的 indices 方法。 - slallum

@slallum：start = item.start if item.start is not None else 0 这个条件表达式可能足够好用（然后使用 range(start, item.stop ..）。 - Martijn Pieters

Answer 6

在你的最后一个例子中，a[1:5]，item.step == None，你试图执行range(1, 5, None)，这当然会导致错误。快速修复的方法是：

class A:
    def __getitem__(self, item):
        if isinstance(item, slice):
            return list(range(item.start, item.stop, item.step if item.step else 1)) #Changed line!

但这只是为了向你展示问题，不是最佳方法。

- alexvassel

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如果 stop 小于 start 怎么办？那么步长应该是 -1！ - Martijn Pieters

@MartijnPieters - 那么它就不会返回任何东西，就像列表中的切片操作一样。 - slallum

@slallum：但这是一个范围。列表可能会将切片解释为空列表，但在范围内，停止低于开始会导致自动的“-1”步骤。 - Martijn Pieters

@MartijnPieters - 你确定吗？我在python3.3和python2.7中都试过 list(range(7,2))，结果都返回一个空列表。 - slallum

@slallum：哇，不确定我是怎么想到它会自动处理正确的“步长”的。这说明我很少使用负范围.. - Martijn Pieters

Answer 7

这样的东西怎么样？

>>> class A:
def __getitem__(self, item):
    if isinstance(item, slice):
        return list(range(item.start, item.stop, item.step if item.step else 1))

>>> a = A()
>>> a[1:5:2] # works fine
[1, 3]
>>> a[1:5] # works as well :)
[1, 2, 3, 4]

- Wolf Elkan