Python基础教程学习笔记—第3章：字符串的使用

一、字符串基本操作

　　字符串作为另一种序列，所有的标准序列操作（索引、切片、乘法、成员资格检查、长度、最小值和最大值）都是适用于字符串的，参见之前的一篇博客：列表和元组。但字符串和元组一样也是不可变的，所以所有的赋值和修改都是不可以的。

1.1 字符串的表示

　　在python中，用单引号或双引号括起来的就是字符串，两者并没有区别。如果想在字符串中输入单引号，需要用转义字符进行转义，即\'。　　

print('Let\'s go!')  #打印Let's go!

　　如果要表示很长的字符串（跨越多行的字符串），可使用三引号。（如果字符串中含有单引号，可用3个双引号括起，这样就不需要转义字符。）　

print('''My name is Cxx.
I am studing in Nanjing Tech University.
Life is short and I use Python.''')  #输出为三段语句。

　　常规的单引号或双引号也可以实现跨越多行，只需在行尾上加上反斜杠。　

print('My name is Cxx.\
I am studing in Nanjing Tech University.\
Life is short and I use Python.')  #输出为一段语句。

　　如果字符串中本来就含有转义字符，比如文件的路径，这时候如果用一般的字符串表示就会当做转义字符处理掉，但这并不是我们想要的。Python提供了一种可以原样显示原始字符串的格式，即在单引号或双引号前面加上前缀r$r$。

print(r'C:\n\t')  #不加前缀r则无法输出正确的文件路径，打印结果为：C:\n\t

1.2 字符串的格式—基础版：%

　　将值转换为字符串并设置其格式是一个重要的操作，Python提供了多种字符串格式设置方法。其中最简单的一种方式是字符串格式设置运算符—百分号%。其基本格式为：在%左边指定一个字符串（格式字符串），并在右边指定要设置其格式的值。如果要同时指定多个也可以使用元组格式。即‘格式字符串’%指定格式的值。　

print('My name is %s'%'cxx')     #打印结果为：My name is cxx.
print('I am %d years old'%24)    #打印结果为：I am 24 years old.
print('My name is %s. I am %d years old'%('cxx',24))
#打印结果为：My name is cxx. I am 24 years old.

　　%s和%d都是格式字符串中的转换说明符。在相应的位置中插入转换说明符并在%后面给定对应的值就可以输出一个带格式的字符串。

1.3 字符串的格式—高级版：.format()

　　Python除了提供了一个格式设置运算符%，还提供了一个更加强大的字符串格式方法format。使用该方法时，每个替换字段都用花括号括起，括号里面可以设置名称 和 对相应的值进行转换和格式设置的信息。替换字段主要由3个可选部分组成：　　

1. 字段名：索引或标识符，指出要设置哪个值的格式并使用结果来替换该字段。除指定值外，还可以指定值的特定部分，如列表的元素。
2. 转换标志：跟在叹号后面的单个字符，可以是r$r$（表示原样输出）、s$s$（表示字符串输出）和a$a$（表示ascii$ascii$）。如果指定了转换标志，将不使用对象本身的格式设置机制，而是使用指定的函数将对象转换为字符串，再做进一步的格式设置。
3. 格式说明符：跟在冒号后面的表达式。格式说明符可以能够详细地指定最终的格式，包括格式类型、字段宽度和数的精度等。

1.3.1 替换字段名

　　在最简单的情况下，只需向format提供要设置其格式的未命名参数，并在格式字符串中使用未命名字段。如果没有特殊说明，将按照顺序将字段和参数匹配，也可以在format中指定参数的名称。

print('My name is {} and I am {} years old.'.format('cxx',24))
print('My name is {name} and I am {age} years old.'.format(name ='cxx',age = 24))
print('My name is {0} and I am {1} years old.'.format('cxx',24))

　　打印结果都为：My name is cxx and I am 24 years old. 即依次按顺序或自己设定的顺序替换字符串中的花括号里面的内容。 　　

1.3.2 基本转换

　　指定要在字段中包含的值后，就可以添加有关如何设置其格式的指令了。首先，可以提供一个转换标志（跟在叹号后面）。　　 　　

print('{string!s},{string!r}'.format(string = 'a\tb'))

　　打印结果为：a b,'a\tb'。可以多个字段名对应一个参数，s$s$表示输出字符串，r$r$表示原样输出。
　　还可以指定转换的值为哪种类型。在格式说明（即冒号后面）使用类型说明符即可转换为相应的类型。

类型	含义	类型	含义
b$b$	表示为二进制数	d$d$	表示为十进制数
o$o$	表示为八进制数	x$x$	表示为十六进制数
e$e$	表示为科学计数法，用e来表示指数	f$f$	表示为浮点数
%	表示为百分比值	s$s$	保持字符串的格式不变

print('The number is {num},{num:f},{num:b},{num:%}'.format(num = 24))

　　打印结果为：The number is 24,24.000000,11000,2400.000000%。

1.3.3 宽度、精度和千位分隔符

　　设置为浮点数时，默认小数点后面显示6位小数。且不进行任何形式的填充。如果想实现不同的精度和宽度需要在格式说明中指定说明。这两个设置都是在格式说明（冒号后面）用数字说明，即宽度.精度的形式。　　

import math
print('{pi:5}'.format(pi = 'pi'))
print('{pi:5.2}'.format(pi = math.pi))

　　打印结果为： 　

pi   
  3.1

　　pi$pi$是python中的math$math$库里面的，要先导入math$math$库。可以看出字符串和数的对齐方式是不同的。字符串默认是左对齐，数字默认是右对齐。千位分隔符用逗号表示。'{:,}'.format(10000)。

1.3.4 符号、对齐和填充

　　要指定左对齐、右对齐和居中，可分别使用<、>和^。 　

import math
print('{pi:<6.2f}\n{pi:^6.2f}\n{pi:>6.2f}'.format(pi = math.pi))

　　打印结果为： 　　

3.14  
 3.14 
  3.14

　　要设置对齐方式，首先要设置宽度。对齐后，默认的填充方式是空格，当然也可以在对齐说明符前面加上其他字符来填充。如果要给正数加上符号，可使用说明符+，并将其放在对齐说明符后面。 　

import math
print('{pi:*^8.2f}\n{pi:>+8.2f}'.format(pi = math.pi))

　　打印结果为： 　　

**3.14**
   +3.14

例：打印商品价格表。
　　输出结果为：

===================================
Item                          Price
-----------------------------------
Apples                         0.40
Pears                          0.50
===================================

　　代码为：　　

total_width = 35  #打印表的总宽度
price_width = 10  #Prcie的宽度
item_width = total_width - price_width  #Item的宽度

print('=' * total_width)  #打印第一行横线

header_fmt = '{{:{}}}{{:>{}}}'.format(item_width,price_width)
#其输出为：{:25}{:>10}
print(header_fmt.format('Item','Price'))  #打印标题行

print('-' * total_width) #打印中间的横线

item_fmt = '{{:{}}}{{:>{}.2f}}'.format(item_width,price_width)
#其输出为：{:25}{:>10.2f}
print(item_fmt.format('Apples',0.4))  #打印价格行
print(item_fmt.format('Pears',0.5))

print('=' * total_width)

　　首先指定整个价格表的宽度为35，Price$Price$的宽度为10，那Item$Item$的宽度就是总宽度减去Price$Price$的宽度。第一行的横线可以用之前的序列相乘的方法。print('=' * total_width)。为了提高程序的可扩展性，可以使用format$format$的嵌套。header_fmt = '{{:{}}}{{:>{}}}'.format(item_width,price_width)。其中{{}}表示嵌套引用，即保留{}。因为format$format$之前都是用{}引用的。冒号后的{}也是嵌套引用，即保留：。所以该行的结果为：{:25}{:>10}。这也是format$format$方法前要设定的格式，即宽度为25和宽度为10且右对齐。然后在下面一行中再次调用format$format$，并将字符串添加进来，即print(header_fmt.format('Item','Price'))，即可实现程序的扩展性（只需更改最原始的宽度即可）。价格行的代码和标题行类似。

二、字符串方法

　　字符串的方法相比之前序列的方法要多得多，很多方法也是从String$String$中继承来的。这里只介绍一些最有用也是最常用的字符串方法。

2.1 strip()

　　strip()：删除字符串开头和末尾处指定的字符，并返回删除后的结果。 　　

print('  I am Cxx.'.strip())    
print('****I am Cxx.*!*'.strip('*!'))

　　打印结果为：　　

I am Cxx.
I am Cxx.

　　该方法的参数可以是空（默认是空格），也可以是一个字符，也可以是字符的组合。当发现字符串的开头和空格包括要删除的字符时，就将其删除，直到出现与要删除的字符不同时为止。

2.2 split()

　　split()：将字符串按指定字符拆分成序列。　　

print('I am Cxx. I am studying in Nanjing Tech University.'.split())
print('I am Cxx. I am studying in Nanjing Tech University.'.split('.'))

　　打印结果为：　　

['I', 'am', 'Cxx.', 'I', 'am', 'studying', 'in', 'Nanjing', 'Tech', 'University.']
['I am Cxx', ' I am studying in Nanjing Tech University', '']

　　该方法的参数也可以为空（默认为空格），也可以是一个指定的字符。然后根据所选参数将原字符串拆分，并将其放入序列中（列表）。

2.3 join()

　　join()：和split()相反，按指定字符合并序列的元素（必须是字符串元素），从而组成新的字符串。　　

print(' '.join(['I','am','Cxx.']))
print('+'.join(['1','2','3']))

　　打印结果为：　　　

I am Cxx.
1+2+3

　　即用指定的字符依次插入到序列的元素中，注意必须是字符串的序列。如果是数字列表则会报错。

2.4 find()和replace()

　　find()：在字符串中查找子串，如果找到则返回子串的第一个字符的索引，否则返回-1。
　　replace()：将指定子串替换为另一个字符串，并返回替换的结果。　

print('I am Cxx.'.find('x'))
print('I am Cxx.'.replace('Cxx','cxx'))

　　打印结果为：　　　　

6
I am cxx.

　　字符x$x$在原字符串第一次出现的索引值为6。replace()方法中第一个参数为原字符串中的子串，第二个参数为要替换的字符串。
　　更多的字符串方法可参见这篇博客：字符串方法。

三、参考文献

Magnus Lie Hetland，Python基础教程（第三版），人民邮电出版社，2018.3。