2.8 Python3 字符串

字符串是 Python 中最常用的数据类型之一，用于表示文本信息。Python 中的字符串是不可变的序列，可以使用单引号(')或双引号(")创建。

var1 = 'Hello World!'
var2 = "Python"

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1. Python 访问字符串中的值

Python 不支持单字符类型，单字符在 Python 中也是作为一个字符串使用。

可以通过索引和切片来访问字符串中的值。

Python 访问子字符串，可以使用方括号 [] 来截取字符串，字符串的截取的语法格式如下：

s = "Hello, Python!"

# 通过索引访问单个字符
print(s[0])    # 输出: H
print(s[-1])   # 输出: ! (负索引表示从末尾开始)

# 通过切片访问子字符串
print(s[0:5])  # 输出: Hello (从索引0到4)
print(s[7:])   # 输出: Python! (从索引7到末尾)
print(s[:5])   # 输出: Hello (从开始到索引4)
print(s[::2])  # 输出: Hlo yhn (步长为2)

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2. Python 字符串更新

由于字符串是不可变的，不能直接修改字符串中的某个字符，但可以通过创建新字符串来实现"更新"。

s = "Hello, World!"

# 替换字符 - 创建新字符串
s = s[:7] + "Python" + s[-1]
print(s)  # 输出: Hello, Python!

# 拼接字符串
s1 = "Hello"
s2 = "Python"
s = s1 + ", " + s2 + "!"
print(s)  # 输出: Hello, Python!

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3. Python 转义字符

转义字符用于表示一些特殊字符：

转义字符	描述	实例
\(在行尾时)	续行符	>>> print("line1 \ ... line2 \ ... line3") line1 line2 line3 >>>
\\	反斜杠符号	>>> print("\\") \
\'	单引号	>>> print('\'') '
\"	双引号	>>> print("\"") "
\a	响铃	>>> print("\a") 执行后电脑有响声。
\b	退格(Backspace)	>>> print("Hello \b World!") Hello World!
\000	空	>>> print("\000") >>>
\n	换行	>>> print("\n") >>>
\v	纵向制表符	>>> print("Hello \v World!") Hello World! >>>
\t	横向制表符	>>> print("Hello \t World!") Hello      World! >>>
\r	回车，将 \r 后面的内容移到字符串开头，并逐一替换开头部分的字符，直至将 \r 后面的内容完全替换完成。	>>> print("Hello\rWorld!") World! >>> print('google runoob taobao\r123456') 123456 runoob taobao
\f	换页	>>> print("Hello \f World!") Hello World! >>>
\yyy	八进制数，y 代表 0~7 的字符，例如：\012 代表换行。	>>> print("\110\145\154\154\157\40\127\157\162\154\144\41") Hello World!
\xyy	十六进制数，以 \x 开头，y 代表的字符，例如：\x0a 代表换行	>>> print("\x48\x65\x6c\x6c\x6f\x20\x57\x6f\x72\x6c\x64\x21") Hello World!
\other	其它的字符以普通格式输出

print("这是\"引号\"")  # 输出: 这是"引号"
print("第一行\n第二行")  # 输出两行文本
print("C:\\Users\\Name")  # 输出: C:\Users\Name

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4. Python 字符串运算符

Python 提供了多种字符串运算符：

运算符	描述	示例
+	字符串连接	"Hello" + "World" → "HelloWorld"
*	重复字符串	"Hi" * 3 → "HiHiHi"
[]	通过索引获取字符	"Hello"[1] → 'e'
[:]	截取字符串	"Hello"[1:4] → 'ell'
in	成员运算符 - 如果字符串中包含给定的字符返回 True	'H' in "Hello" → True
not in	成员运算符 - 如果字符串中不包含给定的字符返回 True	'h' not in "Hello" → False
%	格式字符串	见第5节

s1 = "Hello"
s2 = "Python"
print(s1 + " " + s2)  # Hello Python
print(s1 * 3)         # HelloHelloHello
print('H' in s1)      # True
print('h' not in s1)  # True

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5. Python 字符串格式化

Python 支持多种字符串格式化方法：

5.1 % 格式化 (旧式格式化)

name = "Alice"
age = 25
print("My name is %s and I'm %d years old." % (name, age))
# 输出: My name is Alice and I'm 25 years old.

# 常用格式化符号:
# %s - 字符串
# %d - 十进制整数
# %f - 浮点数
# %.2f - 保留两位小数的浮点数

符   号	描述
%c	格式化字符及其ASCII码
%s	格式化字符串
%d	格式化整数
%u	格式化无符号整型
%o	格式化无符号八进制数
%x	格式化无符号十六进制数
%X	格式化无符号十六进制数（大写）
%f	格式化浮点数字，可指定小数点后的精度
%e	用科学计数法格式化浮点数
%E	作用同%e，用科学计数法格式化浮点数
%g	%f和%e的简写
%G	%f 和 %E 的简写
%p	用十六进制数格式化变量的地址

5.2 str.format() 方法 (Python 2.6+)

name = "Bob"
age = 30
print("My name is {} and I'm {} years old.".format(name, age))
# 输出: My name is Bob and I'm 30 years old.

# 带编号的占位符
print("{0} is {1} years old. {0} is a programmer.".format(name, age))

# 带名称的占位符
print("My name is {name} and I'm {age} years old.".format(name=name, age=age))

# 格式化数字
print("Pi is approximately {:.2f}".format(3.14159))  # 输出: Pi is approximately 3.14

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6. f-string (Python 3.6+)

f-string 是 Python 3.6 引入的一种更简洁、更易读的字符串格式化方法：

f-string 格式化字符串以 f 开头，后面跟着字符串，字符串中的表达式用大括号 {} 包起来，它会将变量或表达式计算后的值替换进去

name = "Charlie"
age = 35
print(f"My name is {name} and I'm {age} years old.")
# 输出: My name is Charlie and I'm 35 years old.

# 表达式计算
a = 5
b = 10
print(f"{a} + {b} = {a + b}")  # 输出: 5 + 10 = 15

# 格式化数字
pi = 3.1415926
print(f"Pi is approximately {pi:.2f}")  # 输出: Pi is approximately 3.14

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7. Unicode 字符串

# 直接使用Unicode字符
print("你好，世界！")  # 输出中文

# 使用Unicode转义序列
print("\u4f60\u597d")  # 输出: 你好

# 编码与解码
s = "你好"
encoded = s.encode('utf-8')  # 编码为字节
decoded = encoded.decode('utf-8')  # 解码回字符串
print(encoded)  # b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd'
print(decoded)  # 你好

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8. Python 的字符串内建函数

Python 提供了丰富的字符串方法：

8.1 大小写转换

s = "hello python"
print(s.capitalize())  # Hello python (首字母大写)
print(s.title())       # Hello Python (每个单词首字母大写)
print(s.upper())       # HELLO PYTHON (全部大写)
print(s.lower())       # hello python (全部小写)
print(s.swapcase())    # HELLO PYTHON (大小写互换)

8.2 查找与替换

s = "Hello, Python, Python"

# 查找
print(s.find("Python"))     # 7 (返回第一次出现的索引)
print(s.rfind("Python"))    # 14 (从右边开始查找)
print(s.index("Python"))    # 7 (类似find，但找不到会报错)
print(s.count("Python"))    # 2 (统计出现次数)

# 替换
print(s.replace("Python", "World"))  # Hello, World, World

8.3 字符串判断

s = "123abc"

print(s.isalnum())    # True (字母或数字)
print(s.isalpha())    # False (纯字母)
print(s.isdigit())    # False (纯数字)
print(s.islower())    # True (全部小写)
print(s.isupper())    # False (全部大写)
print(s.isspace())    # False (纯空白字符)
print(s.startswith("123"))  # True
print(s.endswith("abc"))    # True

8.4 字符串分割与连接

s = "apple,banana,orange"

# 分割
print(s.split(","))       # ['apple', 'banana', 'orange']
print(s.partition(","))   # ('apple', ',', 'banana,orange')

# 连接
lst = ['apple', 'banana', 'orange']
print(",".join(lst))       # apple,banana,orange

8.5 去除空白字符

s = "   hello   "

print(s.strip())      # "hello" (去除两端空白)
print(s.lstrip())     # "hello   " (去除左端空白)
print(s.rstrip())     # "   hello" (去除右端空白)

8.6 其他常用方法

s = "hello"

print(len(s))           # 5 (字符串长度)
print(s.center(10, "*")) # **hello*** (居中填充)
print(s.zfill(10))      # 00000hello (左侧填充0)

序号	方法及描述
1	capitalize() 将字符串的第一个字符转换为大写
2	center(width, fillchar) 返回一个指定的宽度 width 居中的字符串，fillchar 为填充的字符，默认为空格。
3	count(str, beg= 0,end=len(string)) 返回 str 在 string 里面出现的次数，如果 beg 或者 end 指定则返回指定范围内 str 出现的次数
4	bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict") Python3 中没有 decode 方法，但我们可以使用 bytes 对象的 decode() 方法来解码给定的 bytes 对象，这个 bytes 对象可以由 str.encode() 来编码返回。
5	encode(encoding='UTF-8',errors='strict') 以 encoding 指定的编码格式编码字符串，如果出错默认报一个ValueError 的异常，除非 errors 指定的是'ignore'或者'replace'
6	endswith(suffix, beg=0, end=len(string)) 检查字符串是否以 suffix 结束，如果 beg 或者 end 指定则检查指定的范围内是否以 suffix 结束，如果是，返回 True,否则返回 False。
7	expandtabs(tabsize=8) 把字符串 string 中的 tab 符号转为空格，tab 符号默认的空格数是 8 。
8	find(str, beg=0, end=len(string)) 检测 str 是否包含在字符串中，如果指定范围 beg 和 end ，则检查是否包含在指定范围内，如果包含返回开始的索引值，否则返回-1
9	index(str, beg=0, end=len(string)) 跟find()方法一样，只不过如果str不在字符串中会报一个异常。
10	isalnum() 检查字符串是否由字母和数字组成，即字符串中的所有字符都是字母或数字。如果字符串至少有一个字符，并且所有字符都是字母或数字，则返回 True；否则返回 False。
11	isalpha() 如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母或中文字则返回 True, 否则返回 False
12	isdigit() 如果字符串只包含数字则返回 True 否则返回 False..
13	islower() 如果字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是小写，则返回 True，否则返回 False
14	isnumeric() 如果字符串中只包含数字字符，则返回 True，否则返回 False
15	isspace() 如果字符串中只包含空白，则返回 True，否则返回 False.
16	istitle() 如果字符串是标题化的(见 title())则返回 True，否则返回 False
17	isupper() 如果字符串中包含至少一个区分大小写的字符，并且所有这些(区分大小写的)字符都是大写，则返回 True，否则返回 False
18	join(seq) 以指定字符串作为分隔符，将 seq 中所有的元素(的字符串表示)合并为一个新的字符串
19	len(string) 返回字符串长度
20	ljust(width[, fillchar]) 返回一个原字符串左对齐,并使用 fillchar 填充至长度 width 的新字符串，fillchar 默认为空格。
21	lower() 转换字符串中所有大写字符为小写.
22	lstrip() 截掉字符串左边的空格或指定字符。
23	maketrans() 创建字符映射的转换表，对于接受两个参数的最简单的调用方式，第一个参数是字符串，表示需要转换的字符，第二个参数也是字符串表示转换的目标。
24	max(str) 返回字符串 str 中最大的字母。
25	min(str) 返回字符串 str 中最小的字母。
26	replace(old, new [, max]) 把 将字符串中的 old 替换成 new,如果 max 指定，则替换不超过 max 次。
27	rfind(str, beg=0,end=len(string)) 类似于 find()函数，不过是从右边开始查找.
28	rindex( str, beg=0, end=len(string)) 类似于 index()，不过是从右边开始.
29	rjust(width,[, fillchar]) 返回一个原字符串右对齐,并使用fillchar(默认空格）填充至长度 width 的新字符串
30	rstrip() 删除字符串末尾的空格或指定字符。
31	split(str="", num=string.count(str)) 以 str 为分隔符截取字符串，如果 num 有指定值，则仅截取 num+1 个子字符串
32	splitlines([keepends]) 按照行('\r', '\r\n', \n')分隔，返回一个包含各行作为元素的列表，如果参数 keepends 为 False，不包含换行符，如果为 True，则保留换行符。
33	startswith(substr, beg=0,end=len(string)) 检查字符串是否是以指定子字符串 substr 开头，是则返回 True，否则返回 False。如果beg 和 end 指定值，则在指定范围内检查。
34	strip([chars]) 在字符串上执行 lstrip()和 rstrip()
35	swapcase() 将字符串中大写转换为小写，小写转换为大写
36	title() 返回"标题化"的字符串,就是说所有单词都是以大写开始，其余字母均为小写(见 istitle())
37	translate(table, deletechars="") 根据 table 给出的表(包含 256 个字符)转换 string 的字符, 要过滤掉的字符放到 deletechars 参数中
38	upper() 转换字符串中的小写字母为大写
39	zfill (width) 返回长度为 width 的字符串，原字符串右对齐，前面填充0
40	isdecimal() 检查字符串是否只包含十进制字符，如果是返回 true，否则返回 false。

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Python 的字符串功能非常强大，掌握这些基本操作可以大大提高处理文本数据的效率。