day03 笔记 字符串详解

今日内容概要

1. 字符串详解

   1. 整型
   2. 进制转换
   3. 索引
   4. 切片
   5. 步长
   6. 字符串的方法

昨日内容回顾

1. while循环

   • while循环基本结构：

     while 条件:
     缩进 循环体
     

   • break：终止循环

   • continue：跳出当前循环，开始下次循环

   • 可以通过条件控制循环次数

   • while else，当while后的条件不成立时，执行else中的代码

2. 格式化

   • %格式化基本结构：

     a = '内容'
     b = "代码%s这样格式化" % a
     

   • %格式化占位符：

     • %s：字符串
     • %d | %i：整型
     • %%：转义，表示一个可以打印的%。

   • f-string字符串基本结构：

     c = '这样就能{input('请输入内容：')}格式化了'
     

3. 运算符

   • 比较运算符：< > <= >= == !=
   • 算术运算符：+ - * / // % **
   • 赋值运算符：= += -= *= /= //= **= %=
   • 逻辑运算符：and or not
   • 成员运算符：in not in

4. 编码初识

   • ascii：支持字母、数字和符号，不支持中文
   • gbk：
     • 包含ascii码
     • 一个英文1个字节
     • 一个中文2个字节
   • unicode：
     • 一个英文4个字节
     • 一个中文4个字节
   • utf-8：
     • 英文：1个字节
     • 欧洲：2个字节
     • 亚洲：3个字节

今日内容详细

整型

整型数据概述

整型数字在Python中的关键字是int，整形在计算机中用于计算和比较。

在32位机器上int的范围是：-2**31 ~ 2**31-1，也就是-2147483648～2147483647；

在64位机器上int的范围是：-2**63 ~ 2**63-1，也就是-9223372036854775808～9223372036854775807；

在Python 3中，整型统统使用int。在Python 2中，较小的整形函数也用int，但是对于数值很大的整型，需要使用long。

在Python 2中，数值较大的整形函数结尾会出现一个L标识，例如321312321L。在Python 3中，无论数值有多大，都不会出现标识。

进制转换初识

10进制转换为2进制

整除2，获取余数，将余数从下向上整合。例如求11的二进制数：

除数	余数
11	1
5	1
2	0
1	1
0

于是，11的二进制数就是1011。

2进制转换为10进制

从右向左，每一位的权重是2**（位数 - 1）。位数是从右向左数到的次序。例如，倒数第一位的权重是2**0，即1，倒数第二位的权重为2**1，即2。将二进制转换为十进制，只需要将二进制每一位的数值乘以改为的权重然后将它们想加到一起即可。例如，我们可以这样计算二进制数1011的十进制数值：

1 * 2 ** 0 + 1 * 2 ** 1 + 0 * 2 ** 2 + 1 * 2 ** 3
= 1 + 2 + 0 + 8
= 11

使用Python进行进制转换

• bin(<十进制数>)：将十进制数转换成二进制（常用）
• int("字符串", 2)：将某个进制（示例中为二进制）转换为十进制

示例如下：

>>> bin(11)
'0b1011'
>>> int('1011', 2)
11

整型（数字）总结

• 整型是不可变数据类型

• 可以在原地修改的叫做可变数据类型，不能在原地修改的叫做不可变数据类型

  我们可以用id()来查看数据的内存地址，例如：

  a = 10    # 1428849040
  # id  -- 查看空间内存地址
  print(id(a))
  a = a + 1  # 1428849072
  print(id(a))
  

  将数据修改后，内存地址发生改变。

索引（下标）

索引又称下标，用来表示可迭代对象中的某个元素的位置。

• 用正整数表示的索引值，从左向右定位，从0开始计数，如0，1，2
• 用负整数表示的索引值，从右向左定位，从-1开始计数，如-1，-2，-2

例如：

name = "meet" # 计算机从0开始数
		#0123 (索引值|下标值) 从左向右
		#-4-3-2-1           从右向左

print(name[2]) # 通过索引准确定位内容
print(name[-4]) # 通过索引准确定位内容

输出的结果为：e，m

切片

有这样一个字符串：meet_alex_wusir，我们想要把其中的alex取出来，该怎么做呢？一个可行的方法是，分别用a、l、e和x的索引值，把它们分别取出来，再利用字符串的加和操作把它们拼接好，就像这样：

name = "meet_alex_wusir"
a = name[5] # 取出a
b = name[6] # 取出l
c = name[7] # 取出e
d = name[8] # 取出x
print(a+b+c+d) # 拼接并打印字符串

当然也可以通过循环的方法来取出相应的字符，然后拼接成新的字符串：

name = "meet_alex_wusir"
i = 5
s = ''
while i <= 8:
    s += name[i]
    i += 1
print(s)

因为这样的循环在Python中非常常用，所以被封装成为了一种简便的方法，就是字符串的切片。切片的基本格式和使用方法如下：

name = "meet_alex_wusir"
      # 0123456789
print(name[5:9])  # [起始位置:终止位置]  顾头不顾腚（起始位置保留，终止位置不保留）
print(name[-5:])  # [起始位置:终止位置(默认到结尾)]  顾头不顾腚
print(name[:])  # [起始位置(默认从开头):终止位置(默认到结尾)]  顾头不顾腚

输出的结果为：
alex
wusir
meet_alex_wusir

关于切片的终止位置的选择，还有一个技巧是：终止位置 = 起始位置 + 切片长度。例如上面的例子中，起始位置为5，切片长度为4，终止位置 =5 + 4 = 9。

有的时候我们并不想要一个一个取字符，而是要隔一个字符取一个。比如对于上面"meet_alex_wusir的例子，我们想要取第3、5、7位的e、_、l，该如何操作呢？

我们依旧可以使用最原始的，分别取值，然后拼接字符串的方法：

name = "meet_alex_wusir"
a = name[2]
b = name[4]
c = name[6]
print(a+b+c)

这种方法确实能得到我们想要的结果，但是太过繁琐。如果我们想要处理很长的字符串，就会非常麻烦了。这就需要我们在切片时引入步长变量。步长是使用切片方法的第三个参数，默认值为1。对于上面的例子，我们可以设置步长为2：

name = "meet_alex_wusir"
       #0123456789
       #-6-5-4-3-2-1
print(name[2:7:2])  #[起始位置:终止位置:步长(默认为1)]

如果我们把步长设置成-1，可以实现从右向左查找：

name = "meet_alex_wusir"
print(name[-1:3:-1])  # 步长可以控制查找方向

输出的结果为：
risuw_xela_

在进行索引操作时，如果输入的参数超过最大索引值时，程序会报错。二在进行切片操作时，如果终止位置超出最大索引值时，程序不会报错，而是会走到字符串的结尾：

name = "meet_alex_wusir"
print(name[2:20:2])

输出的结果为：
e_lxwsr

需要注意的是，索引和切片只能给有序数据使用。整型和布尔值均不可以用来进行索引和切片操作。

同整型一样，字符串也是一个不可变的数据类型：

name = "meet"
print(id(name)) # 2388909933712
name = name + "最帅了"
print(id(name)) # 2388910157296

在Python中，对于字符串的赋值，还会有这样一个有趣的情况：

name = "meet"
name1 = "meet"
print(id(name)) # 2313349022864
print(id(name1)) # 2313349022864

明明是两次赋值，两个字符串的内存地址居然是相同的。这是因为Python中有一个小数据池，小数据会驻留一段时间。如果在这段时间内，对相同的数据有新的赋值操作，不会新开辟一个内存空间，二是将变量指向已有数据的内存地址。

字符串方法详解

字符串方法有很多，本节课只讨论一些常用的，比较万能的点。

.upper()方法

.upper()方法可以将字符串中的所有小写字母转换为大写字母：

name = "alex"
name1 = name.upper()  # 全部大写
print(name)
print(name1)

输出的结果为：
alex
ALEX

.lower()方法

.lower()方法与.upper()方法刚好相反，是将字符串中所有的大写字母转换为小写字母：

name = "ALEX"
name1 = name.lower()  # 全部小写
print(name)
print(name1)

输出的结果为：
ALEX
alex

.upper()和.lower方法的一个很常见的应用场景是一些不需要区分大小写的情况，比如输入验证码或用户名时：

yzm = "0G8k"
my_yzm = input("请输入验证码:[0G8k]")
if yzm.lower() == my_yzm.lower():
    print("ok")
else:
    print("滚")

.startswith()方法

.startswith()方法用来判断字符串是否以指定的参数开头，返回的是布尔值：

name = 'alex'
print(name.startswith('a'))

返回的结果是：True

.startswith()方法还支持字符串的切片，判断切片后的字符串是否是以相应的参数开头：

name = 'alex'
print(name.startswith('l', 1, 3))

返回的结果是：True

.endswith()方法

.endswith()的用法跟startswith()十分相似。不同的是，它是用来判断字符串是否以指定的字符串结尾，返回的同样是布尔值。.endswith()方法同样支持切片操作。

name = 'alex'
print(name.endswith('x'))

返回的结果是：True

.count()方法

.count()方法用来统计输入的参数在字符串中出现的次数，例如：

name = "meet_alex"
print(name.count("e"))

返回的结果是：3

.strip()方法

补充知识：\n为换行符，也就是键盘上的回车键；\t为制表符，也就是键盘上的Tab键：

print("你\n好")  #换行就是键盘上的回车键
print("你\t好")  #制表符就是键盘上的Tab

输出的结果为：
你
好
你	好

.strip()方法用来去除字符串两端的空格、换行符和制表符：

name = '   \nalex   \t   '
print(name.strip())

输出的结果为：
alex

.strip()方法也可以通过设定参数来指定去除头尾两端的内容：

name = 'aaaaa aelx  \naa\ta\naaaaa'
print(name.strip('a'))

输出的结果为：
 aelx  
aa	a

需要注意的是，当指定参数后，将不会清楚空格、换行符和制表符。

.strip()方法的应用场景是当输入账号密码时，忽视首位无意间输入的或者复制粘贴过来的空格：

user = input("账号：").strip()
pwd = input("密码：").strip()
if user == "alex" and pwd == "alex123":
    print("ok")
else:
    print("滚")

另外，int()内部也封装了.strip()方法。故而当使用int()函数将字符串转换为整型时，不需要额外的.strip()操作：

num = ' \t 23 \n '
print(int(num))

.split()方法

.split()方法用来分割字符串。默认按照空格、换行符和制表符来进行分割，分割后，空格、换行符和制表符将不存在。.split()方法输出的是列表：

a = "alex alex123"
lst = a.split()
print(lst)

输出的结果为：['alex', 'alex123']

空格、换行符和制表符都有同样的结果：

name = "alex\nmeet"
print(name.split())
name = "alex\tmeet"
print(name.split())
name = "alex meet"
print(name.split())

.split()方法可以指定参数，通过特定的内容进行分割：

a = "alex:alex123"
lst = a.split(":")
print(lst)

输出的结果同样是：['alex', 'alex123']

.replace()方法

.replace()方法可以替换字符串中的旧内容为新内容。.replace()有三个参数：参数1为旧值，参数2为新值，参数3为替换次数（默认全部替换）。例如：

name = 'alexmeet'
name = name.replace('e', 's', 2)
print(name)

输出的结果是：alsxmset

is系列方法（判断系列）

is系列方法有很多，主要用到的是四个：

• name.isalnum()：用来判断是不是由字母、中文或数字组成，返回的是布尔值
• name.isalpha()：用来判断是否由字母或中文组成，返回布尔值
• name.isdigit()：用来判断是否由阿拉伯数字组成，返回布尔值。有一个bug是，⑤也会被认作阿拉伯数字
• name.isdecimal()用来判断是不是由十进制组成，返回的是布尔值

for循环

与以死循环存在的while循环不同的是，for循环往往以有限循环的形式存在。

for循环的基本结构为：

for i in XXX:
    循环体

其中，

• for：关键字
• i：变量名
• in：关键字
• xxx：可迭代对象

用已有的知识，如果我们想分别打印字符串"alex"中的每一个字符，可以使用while循环来实现：

name = 'alex'
count = 0
while count < len(name):
    print(name[count])
    count += 1

这里补充一个知识点，函数len()是一个公共方法，它可以获得传入参数的长度：

>>> name = "alex"
>>> len(name)
4

如果使用for循环，我们可以更简便地实现目的：

name = "alex"
for i in name: # 每次循环，for都会把取到的元素赋值给i
    print(i) # 打印变量i

看下面这样一个例子：

for i in "abcde":
    pass
print(i)

最终打印出来的结果只有一个e。那是因为for循环本质是一个赋值操作，每次循环都是将可迭代对象中的一个元素赋值给变量。当进行最后一次循环时，字符串"abcde"的最后一个元素"e"被赋值给了变量i。循环结束，i没有被重新赋值。虽然打印的动作不在循环体中，但不影响打印出e的结果。

思考题：

下面的代码会打印出什么样的结果呢？

num = 5
count = 1
while num:
    for i in "abc":
        print(i + str(count))
    count += 1
    num -= 1