Python原生二维列表实现区域切片：无需NumPy的getitem技巧

叶初

发布时间：2026-10-13| 6人浏览过

原创

本文介绍如何在Python标准库List中实现类似NumPy的二维区域切片功能。通过自定义类并重写__getitem__特殊方法，支持使用元组切片语法获取子矩阵元素。文章提供了完整代码示例及Lambda表达式替代方案，帮助开发者在不引入第三方库的情况下灵活处理二维数据。

熟悉NumPY的开发者通常了解，在二维数组中可以直接利用区域切片功能快速提取子数组，具体效果可参考下图展示：

然而，Python标准库中的List并不原生支持这种多维切片操作。在List中，用户只能执行一维方式的切片，无法直接指定行列范围：

尽管某些场景下仅需使用此类功能，但引入NumPY可能显得过于沉重。实际上，完全可以在Python原生环境中实现该功能。具体做法是定义一个类，并在其中实现__getitem__这一特殊方法：

class Array:
 """实现__getitem__，支持序列获取元素、Slice等特性"""

 def __init__(self, lst):
  self.__coll = lst

 def __repr__(self):
  """显示列表"""

  return '{!r}'.format(self.__coll)

 def __getitem__(self, key):
  """获取元素"""
  slice1, slice2 = key
  row1 = slice1.start
  row2 = slice1.stop
  col1 = slice2.start
  col2 = slice2.stop
  return [self.__coll[r][col1:col2] for r in range(row1, row2)]

具体实现效果如下所示：

a = Array([['a', 'b', 'c', 'd'],
   ['e', 'f', 'g', 'h'],
   ['i', 'j', 'k', 'l'],
   ['m', 'n', 'o', 'p'],
   ['q', 'r', 's', 't'],
   ['u', 'v', 'w', 'x']])

print(a[1:5, 1:3])

关于__getitem__的官方文档说明如下：

简单来说，该机制的核心目的是用于获取self[key]的值。

为突出核心解决方案，此处仅展示关键代码。实际应用中，还需根据具体需求补充异常判断、边界检查、条件限制，以及其他特殊方法如如__setitem__、__delitem__与__len__等的实现。

此外，还存在其他处理思路，例如以下代码所示的实现方式。不同的方法为各种应用场景提供了多样化的选择。

a = [['a', 'b', 'c', 'd'],
  ['e', 'f', 'g', 'h'],
  ['i', 'j', 'k', 'l'],
  ['m', 'n', 'o', 'p'],
  ['q', 'r', 's', 't'],
  ['u', 'v', 'w', 'x']]

sl = lambda row1, row2, col1, col2, lst: \
  [lst[r][col1:col2] for r in range(row1, row2)]

sl(1, 5, 1, 3, a)