Python 字符串

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本文参考

尚学堂 Python 400 集

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代码测试所用版本： Python 3.8.2

1 字符串基本特点

字符串的本质是：字符序列。Python的字符串是不可变的，我们无法对原字符串做任何修改。但，可以将字符串的一部分复制到新创建的字符串，达到“看起来修改”的效果。

Python不支持单字符类型，单字符也是作为一个字符串使用的。

2 字符串的编码

Python3直接支持Unicode，可以表示世界上任何书面语言的字符。Python3的字符默认就是16位Unicode编码，ASCII码是Unicode编码的子集。
使用内置函数ord()可以把字符转换成对应的Unicode码；
使用内置函数chr()可以把十进制数字转换成对应的字符。

3 引号创建字符串

我们可以通过单引号或双引号创建字符串。例如：a=’abc’；b=”efg”
使用两种引号的好处是可以创建本身就包含引号的字符串，而不用使用转义字符。例如：

>>> a = "I'm a teacher!"
>>> print(a)
I'm a teacher!
>>> b = 'my_name is "TOM"'
>>> print(b)
my_name is "TOM"

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连续三个单引号或三个双引号，可以帮助我们创建多行字符串。例如：

>>> resume = ''' name="lhgu"
company="abc"   age=18
lover="Tom"'''
>>> resume
' name="lhgu"\ncompany="abc"   age=18\nlover="Tom"'
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4 空字符串和len()函数

Python允许空字符串的存在，不包含任何字符且长度为0。例如：

>>> c = ''
>>> len(c)
0
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len()用于计算字符串含有多少字符。例如：

>>> d = 'abc哈哈哈'
>>> len(d)
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5 转义字符

我们可以使用“+特殊字符”，实现某些难以用字符表示的效果。比如：换行等。常见的转义字符有这些：

>>> a = 'I\nlove\nU'
>>> a
'I\nlove\nU'
>>> print(a)
I
love
U
>>> b = 'i\'m a teacher'
>>> b
"i'm a teacher"
>>> print(b)
i'm a teacher
>>> print('aaabb\
cccddd')
aaabbcccddd
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6 字符串拼接

1. 可以使用+将多个字符串拼接起来。例如：

>>> 'aa'+'bb'
'aabb'
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(1) 如果+两边都是字符串，则拼接。
(2) 如果+两边都是数字，则加法运算。
(3) 如果+两边类型不同，则抛出异常。
2. 可以将多个字面字符串直接放到一起实现拼接。例如：

>>> 'aa' 'bb'
'aabb'
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以上两种方法都会产生一个新的对象。

7 字符串复制

使用*可以实现字符串复制。
【操作】字符串复制操作

>>> a = 'Abc'*3
>>> a
'AbcAbcAbc'
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8 不换行打印

我们前面调用print时，会自动打印一个换行符。有时，我们不想换行，不想自动添加换行符。我们可以自己通过参数end = “任意字符串”。实现末尾添加任何内容：
【操作】文件中测试

print("aa",end="")
print("bb",end="")
print("cc")
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运行结果

aabbcc
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9 从控制台读取字符串

我们可以使用input()从控制台读取键盘输入的内容。

>>> myname = input("请输入名字:")
请输入名字:lhgu
>>> myname
'lhgu'
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10 str()实现数字转型字符串

str()可以帮助我们将其他数据类型转换为字符串。

>>> int("234")
234
>>> float("3.14")
3.14
>>> str(5.20)
'5.2'
>>> str(314)
'314'
>>> str(3.14e2)
'314.0'
>>> str(True)
'True'
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当我们调用print()函数时，解释器自动调用了str()将非字符串的对象转成了字符串。

10 使用[]提取字符

字符串的本质就是字符序列。我们可以通过在字符串后面添加[]，在[]里面指定偏移量，可以提取该位置的单个字符。
正向搜索：
最左侧第一个字符，偏移量是0，第二个偏移量是1，以此类推。直到len(str)-1为止。
反向搜索：
最右侧第一个字符，偏移量是-1，倒数第二个偏移量是-2，以此类推，直到-len(str)为止。
【操作】使用[]提取字符串中的字符

>>> a = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
>>> a
'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
>>> a[0]
'a'
>>> a[3]
'd'
>>> a[26]
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
    a[26]
IndexError: string index out of range
>>> a[-1]
'z'
>>> a[26-1]
'z'
>>> a[-26]
'a'
>>> a[-27]
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
    a[-27]
IndexError: string index out of range
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11 replace()实现字符串替换

字符串是“不可改变”的，我们通过[]可以获取字符串指定位置的字符，但是我们不能改变字符串。我们尝试改变字符串中某个字符，发现报错了：

>>> a = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
>>> a
'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
>>> a[0]=1
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
    a[0]=1
TypeError: 'str' object does not support item assignment
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字符串不可改变。但是，我们确实有时候需要替换某些字符。这时，只能通过创建新的字符串来实现。

>>> a = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
>>> a
'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
>>> a = a.replace('c','3')
>>> a
'ab3defghijklmnopqrstuvwxyz'
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整个过程中，实际上我们是创建了新的字符串对象，并指向了变量a，而不是修改了以前的字符串。 内存图如下：

12 字符串切片slice操作

切片slice操作可以让我们快速的提取子字符串。标准格式为：

[起始偏移量start：终止偏移量end：步长step]  # 包头不包尾
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典型操作(三个量为正数的情况)如下：

切片操作时，起始偏移量和终止偏移量不在[0,字符串长度-1]这个范围，也不会报错。起始偏移量小于0则会当做0，终止偏移量大于“长度-1”会被当成-1。例如：

>>> "abcdefg"[3:50]
'defg'
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我们发现正常输出了结果，没有报错。

13 split()分割和join()合并

split()可以基于指定分隔符将字符串分隔成多个子字符串(存储到列表中)。如果不指定分隔符，则默认使用空白字符(换行符/空格/制表符)。示例代码如下：

>>> a = "to be or not to be"
>>> a.split()
['to', 'be', 'or', 'not', 'to', 'be']
>>> a.split('be')  # 用 be 分割
['to ', ' or not to ', '']
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join()的作用和split()作用刚好相反，用于将一系列子字符串连接起来。示例代码如下：

>>> a = ['abc','abc100','abc200']
>>> '*'.join(a)  # 用 * 连接
'abc*abc100*abc200'
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拼接字符串要点：
使用字符串拼接符+，会生成新的字符串对象，因此不推荐使用+来拼接字符串（+一次就生成一个对象）。推荐使用join函数，因为join函数在拼接字符串之前会计算所有字符串的长度，然后逐一拷贝，仅新建一次对象。
【操作】测试+拼接符和join()，不同的效率

import time

time01 = time.time()  #起始时刻

a = ""

for i in range(1000000):
    a += "abc"
    
time02 = time.time()  #终止时刻


print("运算时间："+str(time02-time01))

time03 = time.time()  #起始时刻

li = []
for i in range(1000000):
    li.append("abc")

a="".join(li)

time04 = time.time()  #终止时刻
print("运算时间："+str(time04-time03))
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运行结果

运算时间：0.4788682460784912
运算时间：0.0992431640625
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14 字符串驻留机制和字符串比较

字符串驻留：仅保存一份相同且不可变字符串的方法，不同的值被存放在字符串驻留池中。
Python支持字符串驻留机制，对于符合标识符规则的字符串（仅包含下划线（_）、字母和数字）会启用字符串驻留机制驻留机制。

>>> a = "abd_33"
>>> b = "abd_33"
>>> a is b     # a b 引用同一个对象
True
>>> c = "dd#"
>>> d = "dd#"
>>> c is d     # c d 引用不同对象
False
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15 字符串常用方法汇总

15.1 常用查找方法

我们以一段文本作为测试：
a=‘’‘我是高淇,今年18岁了,我在北京尚学堂科技上班。我的儿子叫高洛希，他6岁了。我是一个编程教育的普及者，希望影响6000万学习编程的中国人。我儿子现在也开始学习编程，希望他18岁的时候可以超过我’‘’

15.2 去除首尾信息

我们可以通过strip()去除字符串首尾指定信息。通过lstrip()去除字符串左边指定信息，rstrip()去除字符串右边指定信息。
【操作】去除字符串首尾信息

>>> "  abc  ".strip()
'abc'
>>> "*a*b*c*".strip("*")
'a*b*c'
>>> "*a*b*c*".lstrip("*")
'a*b*c*'
>>> "*a*b*c*".rstrip("*")
'*a*b*c'
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15.3 大小写转换

编程中关于字符串大小写转换的情况，经常遇到。我们将相关方法汇总到这里。为了方便学习，先设定一个测试变量：
a = “gaoqi love programming, love SXT”

15.4 格式排版

center()、ljust()、rjust()这三个函数用于对字符串实现排版。示例如下：

>>> a = "ABC"
>>> a.center(10,"#")
'###ABC####'
>>> a.ljust(20,"#")
'ABC#################'
>>> a.rjust(20,"#")
'#################ABC'
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15.5 其他方法

>>> "abc100".isalnum()
True
>>> "abc哈哈哈".isalpha()
True
>>> "234.3".isdigit()
False
>>> "23423".isdigit()
True
>>> "aB".isupper()
False
>>> "A".isupper()
True
>>> "\t\n".isspace()
True
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16 字符串的格式化

16.1 format()基本用法

Python2.6 开始，新增了一种格式化字符串的函数 str.format()，它增强了字符串格式化的功能。
基本语法是通过 {} 和 : 来代替以前的 % 。
format 函数可以接受不限个参数，位置可以不按顺序。

>>> a = "名字是:{0},年龄是：{1}"
>>> b = a.format("高淇",18)
>>> b
'名字是:高淇,年龄是：18'
>>> c = a.format("高希希",6)
>>> c
'名字是:高希希,年龄是：6'
>>> a = "名字是{name}，年龄是{age}"  # 定义参数名，必须传参数名，用参数名匹配，不必按顺序匹配
>>> b = a.format(name="刘德华",age=48)
>>> b
'名字是刘德华，年龄是48'
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16.2 填充与对齐

填充常跟对齐一起使用
^、<、>分别是居中、左对齐、右对齐，后面带宽度
:号后面带填充的字符，只能是一个字符，不指定的话默认是用空格填充

>>> "{:*>8}".format("245")
'*****245'
>>> "我是{0},我喜欢数字{1:*^8}".format("高淇","666")
'我是高淇,我喜欢数字**666***'
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16.3 数字格式化

浮点数通过f，整数通过d进行需要的格式化。案例如下：

>>> a = "我是{0}，我的存款有{1:.2f}"
>>> a.format("高淇",3888.234342)
'我是高淇，我的存款有3888.23'
>>> "{:0>10d}".format(3)
'0000000003'
>>> "{:*>10d}".format(3)
'*********3'
>>> "{:>2d}".format(3)
' 3'
>>> "{:0>2d}".format(3)
'03'
>>> "{:,}".format(10000000)
'10,000,000'
>>> "{:10d}".format(13)
'        13'
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其他格式：

17 可变字符串

在Python中，字符串属于不可变对象，不支持原地修改，如果需要修改其中的值，智能创建新的字符串对象。但是，经常我们确实需要频繁地修改字符串，可以使用io.StringIO对象或array模块。

>>> import io
>>> s = "hello, sxt"
>>> sio = io.StringIO(s)
>>> sio
<_io.StringIO object at 0x00000168CFF0A5E0>
>>> sio.getvalue()
'hello, sxt'
>>> sio.seek(7)
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>>> sio.write("g")
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>>> sio.getvalue()
'hello, gxt'
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