Python切片和序列解包怎么用？

面试官问：“Python切片和序列解包分别是什么？有哪些常见用法和易错点？”

很多人能写出nums[1:3]和a, b = [1, 2]，但对负索引、步长、切片拷贝行为、星号解包和嵌套解包容易答不清楚。这道题要讲清楚的是切片和解包各自的语法边界、典型场景以及对象修改的影响。

简要回答

切片（slice）用于从序列中提取子序列，语法是seq[start:stop:step]，返回新序列。支持负索引（从末尾倒数）、省略边界、反向步长等灵活写法。切片返回的是浅拷贝，修改子序列不影响原序列，但嵌套的可变对象仍然共享。

序列解包（unpacking）用于把序列元素一次性赋给多个变量，最常见的是a, b = [1, 2]。Python 3支持星号表达式*rest收集剩余元素，也支持嵌套解包。解包要求左右两侧元素数量匹配（除非用了星号），否则抛出ValueError。

两者都适用于列表、元组、字符串等序列类型。解包实际上只要求右侧是可迭代对象，所以集合、字典、生成器也能解包。

详细回答

切片基础语法

切片用三个参数指定范围：[start:stop:step]。

• start：起始位置（包含），默认0。
• stop：结束位置（不包含），默认序列末尾。
• step：步长，默认1。

nums = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
print(nums[1:4])     # [1, 2, 3]
print(nums[:3])      # [0, 1, 2] 从头开始
print(nums[3:])      # [3, 4, 5] 到末尾
print(nums[::2])     # [0, 2, 4] 每隔一个
print(nums[::-1])    # [5, 4, 3, 2, 1, 0] 反转

负索引从末尾倒数，-1表示最后一个元素：

print(nums[-3:])     # [3, 4, 5] 最后三个
print(nums[:-2])     # [0, 1, 2, 3] 去掉最后两个
print(nums[-4:-1])   # [2, 3, 4]

图中展示了正索引从0开始向右递增，负索引从-1（最后一个元素）开始向左递减，两者可以定位到同一个元素。

切片是浅拷贝

切片返回新对象，修改切片结果不影响原列表：

original = [1, 2, 3, 4]
sub = original[1:3]
sub[0] = 99
print(original)  # [1, 2, 3, 4] 不变
print(sub)       # [99, 3]

但如果列表内嵌套可变对象，拷贝的是引用：

matrix = [[1, 2], [3, 4]]
sub = matrix[0:1]
sub[0][0] = 99
print(matrix)  # [[99, 2], [3, 4]] 原列表也变了

切片只复制了外层列表，里面的[1, 2]仍然是同一个对象。可变对象被原地修改，所有指向它的地方都能看到变化，原理见《Python中的可变对象和不可变对象有什么区别？》。

切片赋值

切片赋值会原地修改列表，长度可以和原切片不一样：

nums = [0, 1, 2, 3, 4]
nums[1:3] = [10, 20, 30]  # 可以不等长
print(nums)  # [0, 10, 20, 30, 3, 4]

nums[1:4] = []  # 删除元素
print(nums)  # [0, 3, 4]

给切片赋空列表等价于del nums[1:4]。元组和字符串不可变，不支持切片赋值，列表和元组的这类差异见《Python列表和元组有什么区别？》。

序列解包基础

最简单的解包是一一对应：

point = (3, 4)
x, y = point
print(x, y)  # 3 4

name, age = ["Alice", 25]
print(name, age)  # Alice 25

左右元素数量必须匹配：

try:
    a, b = [1, 2, 3]
except ValueError as e:
    print(e)  # too many values to unpack (expected 2)

星号表达式收集剩余元素

Python 3支持用*变量收集多余元素：

first, *rest = [1, 2, 3, 4]
print(first)  # 1
print(rest)   # [2, 3, 4]

*head, last = [1, 2, 3, 4]
print(head)  # [1, 2, 3]
print(last)  # 4

a, *middle, b = [1, 2, 3, 4, 5]
print(middle)  # [2, 3, 4]

星号变量收集的始终是列表，即使只有一个元素或为空：

a, *b = [1]
print(b)  # []

*x, y, z = [1, 2]
print(x)  # []

图中展示了普通解包要求数量严格匹配，星号表达式可以收集剩余元素到一个列表中，位置灵活。

嵌套解包

解包可以嵌套，常用于多维数据：

point = (1, (2, 3))
x, (y, z) = point
print(x, y, z)  # 1 2 3

users = [("Alice", 25), ("Bob", 30)]
for name, age in users:
    print(name, age)

结构必须匹配，否则报错：

try:
    a, (b, c) = [1, [2]]
except ValueError as e:
    print(e)  # not enough values to unpack (expected 2, got 1)

字符串也支持切片和解包

字符串是不可变序列，切片返回新字符串，背后原因见《Python字符串为什么不可变？常用操作有哪些？》：

s = "Python"
print(s[1:4])    # yth
print(s[::-1])   # nohtyP

first, *rest = s
print(first)  # P
print(rest)   # ['y', 't', 'h', 'o', 'n']

注意解包字符串时，每个字符作为一个元素。

知识拓展

面试官可能追问：

Q1：切片索引越界会报错吗？

不会。切片索引超出范围时，Python自动调整到有效范围：

nums = [1, 2, 3]
print(nums[10:20])  # []
print(nums[-10:2])  # [1, 2]

这和直接访问nums[10]会抛出IndexError不同。

Q2：如何复制整个列表？

nums[:]和nums.copy()都是浅拷贝：

original = [1, 2, 3]
copy1 = original[:]
copy2 = original.copy()

两者效果相同。需要深拷贝嵌套结构时，用copy.deepcopy()。

Q3：可以一次解包多个序列吗？

可以用zip()配合解包：

names = ["Alice", "Bob"]
ages = [25, 30]
for name, age in zip(names, ages):
    print(name, age)

Q4：解包时可以忽略某些元素吗？

约定用_接收不需要的元素：

_, y, _ = [1, 2, 3]
print(y)  # 2

first, *_ = [1, 2, 3, 4]  # 只要第一个

_是普通变量名，只是约定俗成表示“忽略”。

Q5：字典可以解包吗？

字典解包时，默认迭代的是键：

d = {"a": 1, "b": 2}
x, y = d
print(x, y)  # a b

# 要解包键值对，用 .items()
for k, v in d.items():
    print(k, v)

函数调用时用**把字典展开成关键字参数，属于函数参数的话题，和这里的赋值解包不是一回事。