Индексация и срезы

Строки, списки и кортежи являются упорядоченными коллекциями, то есть их элементы имеют фиксированный порядок и свои собственные порядковые номера, называемые индексами. С их помощью можно как получать отдельные элементы коллекции, так и извлекать целые последовательности элементов.

Получение элементов по индексу

По индексу можно получить отдельные элементы строк, списков и кортежей. Например, у нас есть следующие переменные:

# Строка:
message_str = "Как дела?"
# Список:
shopping_list = ["Еда 1", "Еда 2", "Еда 3", "Еда 4", "Еда 5"]
# Кортеж:
friends_tuple = ("Друг 1", "Друг 2", "Друг 3")

Первый символ "К" строки "Как дела?" находится по индексу 0, второй "а" – по индекс 1, и так далее.

Можно использовать не только положительные, но отрицательные индексы, которые позволяют обращаться к элементам с конца коллекции. В таком случае последний элемент "Друг 3" кортежа friends имеет индекс -1, предпоследний – -2, и так далее.

Чтобы получить элемент по его индексу, нужно указать имя переменной, содержащей коллекцию, и нужный индекс в квадратных скобках [ ]:

коллекция[индекс]

Так мы можем получить отдельные символы строки и элементы списка и кортежа:

print(message_str[0]) 
# Вывод: К
print(message_str[3]) 
# Вывод: (Пробел тоже является отдельным символом)

print(shopping_list[4]) 
# Вывод: Еда 5
print(shopping_list[-3]) 
# Вывод: Еда 3

print(friends_tuple[0]) 
# Вывод: Друг 1
print(friends_tuple[-3]) 
# Вывод: Друг 1

Попытка обратиться к элементу по несуществующему индексу приведет к исключению IndexError:

# Так делать нельзя:
print(friends_tuple[9]) 
# Ошибка: IndexError: tuple index out of range

Индексация во вложенных коллекциях

Коллекции могут содержать другие коллекции, создавая вложенные структуры. Например, рассмотрим кортеж, содержащий два списка:

cities = (["Москва", "Санкт-Петербург"], ["Череповец", "Вологда"])
print(cities[1][0]) 
# Вывод: Череповец

Для доступа к элементу вложенной коллекции используется двойная индексация. Первый индекс [1] обращается ко второму элементу кортежа: ["Череповец", "Вологда"], а второй индекс [0] – к первому элементу этого вложенного списка: "Череповец".

Уровень вложенности коллекций может быть произвольным, что позволяет использовать более глубокую индексацию:

cities = (["Москва", "Санкт-Петербург"], ["Череповец", ["Вологда", "Шексна"]])
cities[1][1][0] = "Вологда"
print(cities) 
# Вывод: Вологда

Использование срезов

Для извлечения не одного элемента, а сразу целого подмножества элементов строки, списка и кортежа в Python предусмотрен удобный механизм срезов. Срез позволяет получить часть коллекции в соответствии с заданными параметрами, перечисленными через двоеточие:

коллекция[start:stop:step]

• start – начальный индекс среза (включительно), по умолчанию start=0.
• stop – конечный (не включительно) индекс среза.
• step – шаг извлечения элементов, по умолчанию step=1.

Срезы, как и функция range(), используют параметры start, stop и step, и одинаково задают границы и шаг получения элементов. Однако срезы применяются непосредственно к строкам, спискам и кортежам, позволяя выбирать их подмножества, тогда как range() создает отдельную последовательность целых чисел. При этом создаваемая последовательность чисел соответствует индексам, выбираемым в срезе. То есть, задавая функции range() границы и шаг, вы получаете именно те индексы, которые будут использованы при формировании среза с такими же параметрами.

Срез коллекции будет представлен тем же типом данным, что и сама коллекция: срезом строки будет строка (называемая подстрокой), срезом списка – список, а срезом кортежа – кортеж.

Например, из строки "Как дела" мы можем получить подстроку "дела" c помощью среза с индекса 4 по индекс 7 (включительно). Так как элемент под конечным индексом не входит в срез, параметр stop следует указать равным 8, а не 7:

print(message_str[4:8]) 
# Вывод: дела

Первое двоеточие является обязательностью частью конструкции среза, и если мы не укажем ни один из параметров, то создадим полную копию коллекции:

message_str_copy = message_str[:]
print(message_str_copy) 
# Вывод: Как дела?

shopping_list_copy = shopping_list[:]
print(shopping_list_copy) 
# Вывод: ["Еда 1", "Еда 2", "Еда 3", "Еда 4", "Еда 5"]

friends_tuple_copy = friends_tuple[:]
print(friends_tuple_copy) 
# Вывод: ("Друг 1", "Друг 2", "Друг 3")

 Если указать только параметр start, то в срезе будут все элементы с индекса start до конца коллекции:

print(message_str[4:]) 
# Вывод: дела?

print(shopping_list[2:]) 
# Вывод: ['Еда 3', 'Еда 4', 'Еда 5']

print(friends_tuple[1:]) 
# Вывод: ('Друг 2', 'Друг 3')

Параметр stop без параметра start, наоборот, позволяет получить все элементы с начала коллекции до индекса stop (не включая его):

print(message_str[:3]) 
# Вывод: Как

print(shopping_list[:2]) 
# Вывод: ['Еда 1', 'Еда 2']

print(friends_tuple[:2]) 
# Вывод: ('Друг 1', 'Друг 2')

 В срезах допускается использовать отрицательные индексы и даже совмещать их с положительными:

print(message_str[-9:-6]) 
# Вывод:Как

print(shopping_list[-4:5]) 
# Вывод: ['Еда 2', 'Еда 3', 'Еда 4', 'Еда 5']

print(friends_tuple[-2:]) 
# Вывод: ('Друг 2', 'Друг 3')

Шаг извлечения элементов

Параметр step всегда указывается после второго двоеточия и определяет шаг извлечения элементов из коллекции. По умолчанию step=1, то есть символы извлекаются последовательно слева направо. Но если указать step=2, то будет извлечён каждый второй элемент:

print(message_str[::2]) 
# Вывод: Ккдл?

print(shopping_list[::2]) 
# Вывод: ['Еда 1', 'Еда 3', 'Еда 5']

print(friends_tuple[::2]) 
# Вывод: ('Друг 1', 'Друг 3')

Здесь мы не указали оба параметра start и stop, поэтому в качестве среза была взята вся коллекция.

Для получения элементов с нечетными индексами можно начать срез с индекса 1:

print(message_str[1::2]) 
# Вывод: а еа

print(shopping_list[1::2]) 
# Вывод: ['Еда 2', 'Еда 4']

print(friends_tuple[1::2]) 
# Вывод: ('Друг 2',)

Использование отрицательного шага, например step=-1, позволит получить коллекцию в обратном порядке:

print(message_str[::-1]) 
# Вывод: ?алед каК

print(shopping_list[::-1]) 
# Вывод: ['Еда 5', 'Еда 4', 'Еда 3', 'Еда 2', 'Еда 1']

print(friends_tuple[::-1]) 
# Вывод: ('Друг 3', 'Друг 2', 'Друг 1')

1. Дан список с числами: numbers = [10, 20, 30, 40, 50]. Как получить третий элемент списка? Используйте как положительный, так и отрицательный индекс.

print(numbers[2])
# Вывод: 30

2. Дан кортеж, содержащий списки с названиями фруктов: fruits = (["Яблоко", "Банан"], ["Апельсин", "Киви"]). Как получить слово "Банан"?

print(fruits[0][1])
# Вывод: Банан

colors = ["Красный", "Оранжевый", "Жёлтый", "Зелёный", "Голубой", "Синий", "Фиолетовый"]
print(colors[2:])
# Вывод: ['Жёлтый', 'Зелёный', 'Голубой', 'Синий', 'Фиолетовый']
print(colors[1:4])
# Вывод: ['Оранжевый', 'Жёлтый', 'Зелёный']
print(colors[2:-2])
# Вывод: ['Жёлтый', 'Зелёный', 'Голубой']
print(colors[1::2])
# Вывод: ['Оранжевый', 'Зелёный', 'Синий']
print(colors[-2:-6:-1])
# Вывод: ['Синий', 'Голубой', 'Зелёный', 'Жёлтый']

4. Создайте новую строку, состоящую из каждого третьего символа строки sentence = "Весна, весна на улице, весенние деньки!".

sentence = "Весна, весна на улице, весенние деньки!"
new_sentence = sentence[2::3]
print(new_sentence)
# Вывод: с,еаалевеидь!

5. Измените порядок символов в строке user = "мадам", записав её задом наперёд.

user = "мадам"
print(user[::-1])
# Вывод: мадам