Python 字符串操作详情

1、字符串的定义

所谓字符串，就是由0个或者多个字符组成的有限序列。

在python程序中，如果我们把单个或多个字符用单引号''或者双引号""包裹起来，就可以表示一个字符串，也可以用三个单引号或者双引号进行折行。字符串的字符可以是特殊符号、英文字母、中文字符、日文的平假名或片假名、希腊字母、emoji字符等等。

如下代码展示了python中的字符串：

text1 = "这是用双引号包裹的字符串"
text2 = '这是用单引号包裹的字符串'
text3 = """
这一个是那个三个引号包裹的字符串
可以保留原来的格式
"""

print(text1)
print(text2)
print(text3)

代码运行结果如下：

这是用双引号包裹的字符串
这是用单引号包裹的字符串

这一个是那个三个引号包裹的字符串
可以保留原来的格式

2、转义字符串和原始字符串

python中使用反斜杠“”来表示转义，也就是说后面的内容就不会是原始的内容了，例如\n则表示换行，而不再表示和字符n了；所以如果字符串本身包含了 '、"、这些特殊的字符，必须要通过``进行转义处理。

示例代码如下所示：

text1 = "\'hello world\'"  # 输出被单引号包裹的hello world
text2 = '\\hello world\\'  # 输出被两个反斜线包裹的hello world


print(text1)
print(text2)

下面展示了python中的一些转义字符：

原始字符串是python中一类比较特殊的字符串，以大写字母r或者小写字母r开始。在原始字符串中，字符“\” 不再表示转义字符的含义。

示例代码如下所示：

text1 = "古之立大事者，\n不惟有超世之才，\n亦必有坚忍不拔之志"
text2 = r"古之立大事者，\n不惟有超世之才，\n亦必有坚忍不拔之志"

print(text1)
print(text2)

运行代码如下所示：

古之立大事者，
不惟有超世之才，
亦必有坚忍不拔之志
古之立大事者，\n不惟有超世之才，\n亦必有坚忍不拔之志

4、字符串的运算

python为字符串类型提供了非常多的运算符

4.1 拼接运算符

使用+运算符来实现字符串的拼接，使用*运算符来重复一个字符串的内容

text1 = "hello,world"
text2 = "!"
print(text1 + text2)  # hello,world!
print(text2 * 10)  # !!!!!!!!!!

用*实现字符串的重复是很重要，比如要打印一个分隔线如果写成---------------会很麻烦的，但是如果用- * 20就很简单了

4.2 成员运算

python中可以用in和not in判断一个字符串中是否存在另外一个字符或字符串，in和not in运算通常称为成员运算，会产生布尔值true或false

text1 = "hello,world"
text2 = "一碗周"
print("llo" in text1)  # true
print("周" not in text2)  # false
print("粥" not in text2)  # true

5、获取字符串长度

通过内置函数len()来获取字符的长度

text1 = "hello,world"
text2 = "一碗周"
print(len(text1))  # 11
print(len(text2))  # 3

6、索引和切片

如果在字符串中引用某个字符，可以对字符从进行索引运算（注：python的索引值是从0开始的），运算符是[n]，其中n是一个整数，假设字符串的长度为n，那么n可以是从0到n-1的整数，其中0是字符串中第一个字符的索引，而n-1是字符串中最后一个字符的索引，通常称之为正向索引；在python中，字符串的索引也可以是从-1到-n的整数，其中-1是最后一个字符的索引，而-n则是第一个字符的索引，通常称之为负向索引。

值得注意的是，因为字符串是不可变类型，所以不能通过索引运算修改字符串中的字符。

text1 = "hello,world"
text2 = "一碗周"
n1 = len(text1)
n2 = len(text2)
# 获取第一个字符
print(text1[0], text1[-n1])  # h h
print(text2[0], text2[-n2])  # 一 一
# 获取最后一个字符
print(text1[n1 - 1], text1[-1])  # d d
print(text2[n2 - 1], text2[-1])  # 周 周
# 获取索引为2和-2的字符
print(text1[2], text1[-2])  # l l
print(text2[2], text2[-2])  # 周 碗

注意：如果索引越界（即索引值不在索引范围内）会引起错误，例如

print(text2[222])

错误信息如下：

indexerror: string index out of range # （字符串索引超出范围）

如果要取出多个字符，要对字符串进行切片，运算符是[i:j:k] ，其中i是开始索引，索引对应的字符可以不能取到n-1或者-1；j是结束索引，索引对应的字符不能取到0或者-n；k是步长，默认值为1，表示从前向后获取相邻字符的连续切片（可以省略），如果k的值为正数，即为正向索引；如果k的值为负数，即为负向索引。

s = '123456789abcdef，一碗周'
# i=3, j=6, k=1的正向切片操作
print(s[3:6])       # 456

# i=-17, j=-14, k=1的正向切片操作
print(s[-17:-14])     # 456

# i=16, j=默认, k=1的正向切片操作
print(s[16:])        # 一碗周

# i=-4, j=默认, k=1的正向切片操作
print(s[-3:])       # 一碗周

# i=8, j=默认, k=2的正向切片操作
print(s[8::2])      # 9bdf一周

# i=-12, j=默认, k=2的正向切片操作
print(s[-12::2])     # 8ace，碗

# i=默认, j=默认, k=2的正向切片操作
print(s[::2])       # 13579bdf一周

# i=默认, j=默认, k=1的正向切片
print(s[:])         # 123456789abcdef，一碗周

# i=1, j=-1, k=2的正向切片操作
print(s[1:-1:2])    # 2468ace，碗

print("-"*20)

# i=7, j=1, k=-1的负向切片操作
print(s[7:1:-1])    # 876543

# i=-13, j=-19, k=-1的负向切片操作
print(s[-13:-19:-1])  # 876543

# i=8, j=默认, k=-1的负向切片操作
print(s[8::-1])     # 987654321

# i=默认, j=1, k=-1的负向切片操作
print(s[:15:-1])     # 周碗一

# i=默认, j=默认, k=-1的负向切片
print(s[::-1])      # 周碗一，fedcba987654321

# i=默认, j=默认, k=-2的负向切片
print(s[::-2])      # 周一fdb97531

i的默认值为最开始的那个数，j的默认值为结束的那个数（包括本身）

值得注意的是，返回的字符串是包括i不包括j的。

7、字符串的方法

在python中使用字符串的类型自带的方法对字符串进行处理和操作，对于一个字符串类型的变量，使用变量名.方法名()的方式来调用它的方法。所谓方法其实就是跟某个类型的变量绑定的函数。

7.1 转换大小写

s1 = 'hello, world!'

# 使用capitalize方法获得字符串首字母大写后的字符串
print(s1.capitalize())   # hello, world!
# 使用title方法获得字符串每个单词首字母大写后的字符串
print(s1.title())        # hello, world!
# 使用upper方法获得字符串大写后的字符串
print(s1.upper())        # hello, world!

s2 = 'goodbye'
# 使用lower方法获得字符串小写后的字符串
print(s2.lower())        # goodbye

7.2 查找操作

如果想在一个字符串中从前向后查找有没有另外一个字符串，可以使用字符串的find或index方法。

s = 'hello, world!'

# find方法从字符串中查找另一个字符串所在的位置
# 找到了返回字符串中另一个字符串首字符的索引
print(s.find('or'))        # 8
# 找不到返回-1
print(s.find('shit'))      # -1
# index方法与find方法类似
# 找到了返回字符串中另一个字符串首字符的索引
print(s.index('or'))       # 8
# 找不到引发异常
print(s.index('shit'))     # valueerror: substring not found

在使用find和index方法时还可以通过方法的参数来指定查找的范围，就是不必从索引0的位置开始。``find和index方法还有逆向查找（从后向前查找）的版本，分别是rfind和rindex`

s = 'hello good world!'

# 从前向后查找字符o出现的位置(相当于第一次出现)
print(s.find('o'))       # 4
# 从索引为5的位置开始查找字符o出现的位置
print(s.find('o', 5))    # 7
# 从后向前查找字符o出现的位置(相当于最后一次出现)
print(s.rfind('o'))      # 12

7.3性质判断

可以通过字符串的startswith、endswith来判断字符串是否以某个字符串开头和结尾；还可以用is开头的方法判断字符串的特征，这些方法都返回布尔值。

s1 = 'hello, world!'

# startwith方法检查字符串是否以指定的字符串开头返回布尔值
print(s1.startswith('he'))    # false
print(s1.startswith('hel'))   # true
# endswith方法检查字符串是否以指定的字符串结尾返回布尔值
print(s1.endswith('!'))       # true

s2 = 'abc123456'

# isdigit方法检查字符串是否由数字构成返回布尔值
print(s2.isdigit())    # false
# isalpha方法检查字符串是否以字母构成返回布尔值
print(s2.isalpha())    # false
# isalnum方法检查字符串是否以数字和字母构成返回布尔值
print(s2.isalnum())    # true

7.4格式化字符串

在python中，字符串类型可以通过center、ljust、rjust方法做居中、左对齐和右对齐的处理。

s = 'hello, world'

# center方法以宽度20将字符串居中并在两侧填充*
print(s.center(20, '*'))  # ****hello, world****
# rjust方法以宽度20将字符串右对齐并在左侧填充空格
print(s.rjust(20))        #         hello, world
# ljust方法以宽度20将字符串左对齐并在右侧填充~
print(s.ljust(20, '~'))   # hello, world~~~~~~~~

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 %  。

a = 111
b = 222
print('{0} + {1} = {2}'.format(a, b, a + b)) # 111 + 222 = 333
c = "hello"
d = "world"
# 不设置指定位置，按默认顺序
print("{} {}".format(c, d))        # hello world
print("{0} {1}".format(c, d))      # hello world
print("{1} {0}".format(d, c))      # hello world
print("{1} {0} {1}".format(c, d))  # world hello world

从python 3.6开始，格式化字符串还有更为简洁的书写方式，就是在字符串前加上f来格式化字符串，在这种以f打头的字符串中，{变量名}是一个占位符，会被变量对应的值将其替换掉。

a = 111
b = 222
print(f"{a} + {b} = {a + b}") # 111 + 222 = 333
c = "hello"
d = "world"
print(f"{c} {d}")        # hello world

对数字格式化的多种操作

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，不指定则默认是用空格填充。

+表示在正数前显示+ ，负数前显示 - ； （空格）表示在正数前加空格 b、d、o、x 分别是二进制、十进制、八进制、十六进制。

8、修剪操作

strip() 方法用于移除原字符串修剪掉左右指定的字符（默认为空格或换行符）或字符序列。这个方法非常有实用价值，通常用来将用户输入中因为不小心键入的头尾空格去掉，strip方法还有lstrip(即left strip)和rstrip(即right strip)两个版本。

s = '   一碗周  \t\n'
# strip方法获得字符串修剪左右两侧空格之后的字符串
print(s.strip())    # 一碗周

s1 = "!!!一碗周!!!"
print(s1.lstrip("!"))  # 一碗周!!!
print(s1.rstrip("!"))  # !!!一碗周

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