Python学习笔记(二) 字符串

字符串属于序列的一种，这篇文章主要讲解字符串的常用方法以及格式设置

一、通用序列操作

1、创建字符串

Python 允许我们使用单引号 '' 或双引号 “” 创建字符串，只要左右两边的引号保持一致就行

>>> a = 'Hello Wrold'
>>> b = "Hello Python"

当然我们也可以使用内置函数 str() 来创建字符串或将其他序列转化为字符串

>>> li = ['I','Love','Python']
>>> c = str(li)
>>> c
# "['I', 'Love', 'Python']"
>>> # 这似乎不太符合我们的预期，或许我们更希望将序列中的每一个元素合并成一个新的字符串
>>> # 为此，我们可以使用内置方法 join 达到这种效果
>>> d = ' '.join(li)
>>> d
# 'I Love Python'

另外，这里再介绍几种在实际情况中经常会使用到的字符串类型

（1）转义字符：在有特殊含义的字符前加上 ，例如 表示换行， 表示缩进，可以使用 对 本身进行转义

>>> string = 'Hello
My	friend'
>>> print(string)
# Hello
# My	friend

（2）原始字符串：在字符串引号前加上 r，用于表示不对字符串内容进行转义

>>> string = r'Hello
My	friend'
>>> print(string)
# Hello
My	friend

（3）长字符串：用三引号代替普通的引号，在换行处会自动加上 ，用于表示篇幅较长的文段

>>> string = '''To see a world in a grain of sand,
And a heaven in a wild flower,
Hold infinity in the palm of your hand,
And eternity in an hour.'''
>>> print(string)
# To see a world in a grain of sand,
# And a heaven in a wild flower,
# Hold infinity in the palm of your hand,
# And eternity in an hour.

2、索引与切片

与列表相似，str 类型可以使用 [] 对其中某一个元素进行索引或者对其中某一段元素进行切片

>>> string = 'Never give up, Never lose hope.'
>>> string[13]
# ','
>>> string[:13]
# 'Never give up'

注意：切片得到的字符串是原字符串的一份副本，而非原字符串本身，所以切片操作并不会影响原字符串

3、字符串拼接

我们可以使用 + 拼接不同的字符串

>>> string = 'D:\'
>>> string += 'Document'
>>> string
# 'D:\Document'

字符串其实是 不可变序列，一旦创建就不可被修改，但是上面对字符串进行拼接又该怎么理解呢？

请大家再看看下面的例子

>>> string = '123'
>>> id(string)
58561952
>>> string += '456'
>>> id(string)
58561888

可以看到，两次输出变量 string 的 id 是不一样的

也就是说执行 string += '456' 时，实际上是新建立了一个变量 string，它的值为原来的 '123' 加上 '456'

二、字符串方法

由于字符串是 Python 中最为常用的变量类型之一，所以 Python 中内置了许多关于字符串的方法

下面我们将会一一进行讲解，建议大家最好可以亲自动手敲一遍，理解各个方法的使用场景以及限制

不过，就算记不住所有的用法也是正常的，毕竟字符串的方法多而繁杂，在实际使用的时候查查手册就好

• capitalize()：将字符串的第一个字符转换为大写字母

• title()：将所有单词的第一个字符转换为大写字母

• upper()：将字符串的所有字符转化为大写字母

• lower()：将字符串的所有字符转化为小写字母

• swapcase()：将字符串的所有字符的大小写互换

>>> string = 'while there is life there is hope.'
>>> string.capitalize() # 将字符串的第一个字符转换为大写字母
# 'While there is life there is hope.'
>>> string.title() # 将所有单词的第一个字符转换为大写字母
# 'While There Is Life There Is Hope.'
>>> string.upper() # 将字符串的所有字符转化为大写字母
# 'WHILE THERE IS LIFE THERE IS HOPE.'
>>> string = 'AaBbCc'
>>> string.swapcase() # 将字符串的所有字符的大小写互换
# 'aAbBcC'

• center(width[, fillchar])：将字符串居中，并用 fillchar（默认为空格）填充至 width

• ljust(width[, fillchar])：将字符串靠左，并用 fillchar（默认为空格）填充至 width

• rjust(width[, fillchar])：将字符串靠右，并用 fillchar（默认为空格）填充至 width

注意：如果 width 小于字符串宽度则直接返回字符串，不会截断输出

>>> title = 'Title Here'
>>> print(title.center(50,'*'))
# ********************Title Here********************
>>> lpara = 'Para Start Here'
>>> print(lpara.ljust(50,'-'))
# Para Start Here-----------------------------------
>>> rpara = 'Para End Here'
>>> print(rpara.rjust(50,'-'))
# -------------------------------------Para End Here

• strip([char])：去掉字符串前后的 char 字符（默认为空格或换行）

• lstrip([char])：去掉字符串前的 char 字符（默认为空格或换行）

• rstrip([char])：去掉字符串后的 char 字符（默认为空格或换行）

注意：该方法只能处理字符串开头或结尾的字符，不能用于处理中间部分的字符

>>> string = '000000100010'
>>> string.strip('0')
# '10001
>>> string.lstrip('0')
# '100010'
>>> string.rstrip('0')
# '00000010001'

• split([sep [,maxsplit]])：按照 sep（默认空格或换行）对字符串进行切片，最大分隔次数为 maxsplit

• splitlines([keepends])：按照换行符（' ', ' ', '）对字符串进行切片

  若 keepends 为 False (默认)，则切片中不保留换行符，反之，则保留换行符

• partition(sep)：从左到右寻找第一次出现的 sep 对字符串进行分隔，返回一个三元元组

  第一个为分隔符左边的子串，第二个为分隔符本身，第三个为分隔符右边的子串

• rpartition(sep)：从右到左寻找第一次出现的 sep 对字符串进行分隔，返回一个三元元组

  第一个为分隔符左边的子串，第二个为分隔符本身，第三个为分隔符右边的子串

• join(sequence)：将字符串插入到 sequence 字符串每两两相邻的字符中间

>>> string = '''Forget about the days when it's been cloudy.
But don't forget your hours in the sun.'''
>>> string.split()
# ['Forget', 'about', 'the', 'days', 'when', "it's", 'been', 'cloudy.',
# 'But', "don't", 'forget', 'your', 'hours', 'in', 'the', 'sun.']
>>> string.splitlines()
# ["Forget about the days when it's been cloudy.", "But don't forget your 
# hours in the sun."]
>>> string.partition('the')
# ('Forget about ', 'the', " days when it's been cloudy.
But don't forget
# your hours in the sun.")
>>> string.rpartition('the')
# ("Forget about the days when it's been cloudy.
But don't forget your
# hours in ", 'the', ' sun.')
>>> string = 'LOVE'
>>> string.join('python')
# 'pLOVEyLOVEtLOVEhLOVEoLOVEn'

• find(sub [,start [,end]])：从左到右检查 sub 是否包含在字符串从 start 到 end 范围中

  返回第一个符合要求的子串的索引值，若没有找到则返回 -1

• rfind(sub [,start [,end]])：从右到左检查 sub 是否包含在字符串从 start 到 end 范围中

  返回第一个符合要求的子串的索引值，若没有找到则返回 -1

>>> string = 'abcacba'
>>> string.find('a')
# 0
>>> string.rfind('a')
# 6

• count(sub [,start [, end]])：寻找字符串中从 start 到 end 之间 sub 出现的次数

>>> string = 'Hello World'
>>> string.count('o')
# 2

• beginswith(sub [,start [,end]])：检查字符串从 start 到 end 范围中的子串是否以 sub 子串开始

• endswith(sub [,start [,end]])：检查字符串从 start 到 end 范围中的子串是否以 sub 子串结束

>>> string = 'Whatever happens,happens for a reason.'
>>> string.startswith('What')
# True
>>> string.endswith('nosaer')
# False

• replace(old, new[, max])：将原字符串中 old 子串转换为 new 子串，最大替换次数为 max

>>> string = 'If you have an apple and I have an apple,and we exchange apples,we each now have two apples.'
>>> string.replace('apple','idea')
# 'If you have an idea and I have an idea,and we exchange ideas,we each now have two ideas.'

• translate(table)：根据 table 制定的规则替换字符

>>> string = 'This is an example'
>>> table = str.maketrans('aeiou','12345')
>>> string.translate(table)
'Th3s 3s 1n 2x1mpl2'

三、格式设置

对于字符串的格式设置，在 Python 早期的解决方案中，主要使用 字符串格式设置运算符

这种方法类似于 C 语言中经典函数 printf 的用法

在格式字符串中使用转换说明符表示待插入值的位置、类型和格式，在格式字符串后写出待插入的值

>>> string = 'Hello, %s' % 'Jude'
>>> string
# 'Hello, Jude'

上述格式字符串中的 %s 称为转换说明符，其中 s 表示待插入的值是字符串类型的变量，常用的格式说明符有：

转换说明符	说明
%c	字符
%d	使用十进制数表示整数
%e	使用科学记数法表示小数
%f	使用定点表示法表示小数
%g	根据数的大小确定使用科学记数法或定点表示法
%s	字符串

后来，Python 采用了一种新的解决方案，那就是字符串方法 format()

在格式字符串中用花括号将替换字段括起表示待插入值的位置、索引名称和格式，在格式字符串后写出待插入的值

# 若在 {} 中没有用于索引的名称，则默认使用位置参数
>>> string = 'Hello, {} and {}'.format('Alan','Brian')
>>> string
# 'Hello, Alan and Brian'

# 其实，位置参数无需按顺序进行排列
>>> string = '{3} {0} {2} {1} {3} {0}'.format('be','not','or','to')
>>> string
# 'to be or not to be'

# 当然，索引名称还可以使用关键字参数
>>> string = '{name} is {age} years old'.format(name='Helen',age=18)
>>> string
# 'Helen is 18 years old'

注意：如果指定的值不是字符串，则将默认使用 str() 内置方法将其转化为字符串

我们可以在花括号内使用 转换标志 和 格式说明符 指定插入字段的格式

• 转换标志：跟在 感叹号 后的单个字符，表示使用对应的格式转换给定值

转换标志	含义
r	表示 repr，创建给定值的 Python 表示
s	表示 str，创建给定值的普通字符串版本
a	表示 ascii，创建给定值的 ASCII 字符表示

>>> print('{pi!r}
{pi!s}
{pi!a}'.format(pi='π'))
# 'π'
# π
# 'u03c0'

• 格式说明符：跟在 冒号 后的表达式，用于详细指定字符串的格式，包括数的类型、宽度和精度、对齐和填充

指定数的类型

类型说明符	说明
d	将整数表示为十进制数（这是整数默认使用的说明符）
b	将整数表示为二进制数
o	将整数表示为八进制数
x	将整数表示为十六进制数
g	自动在定点表示法和科学记数法之间做出选择（这是小数默认使用的说明符）
e	将小数表示为科学记数法
f	将小数表示为定点数
s	保持字符串的格式不变（这是字符串默认使用的说明符）
c	将字符表示为 Unicode 码点

>>> print('Integer
in decimal: {0:d}
in binary: {0:b}'.format(10))
# Integer
# in decimal: 10
# in binary: 1010
>>> print('Fraction
in fixed-point notation: {0:f}
in scientific notation: {0:e}'.format(0.25))
Fraction
in fixed-point notation: 0.250000
in scientific notation: 2.500000e-01

指定宽度（默认右对齐）

>>> print("{0:10}".format(3.14))
#       3.14

指定精度

>>> print("{0:.2f}".format(10/3))
# 3.33

同时指定宽度和精度

>>> print("{0:10.2f}".format(1/4))
#       0.25

指定左对齐，居中和右对齐，填充符号默认为空格

>>> print("{0:<10.2f}
{0:^10.2f}
{0:>10.2f}".format(3.14))
# 3.14      
#    3.14   
#       3.14
>>> print("{0:*<10.2f}
{0:*^10.2f}
{0:*>10.2f}".format(3.14))
# 3.14******
# ***3.14***
# ******3.14

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