Python 數據類型詳細篇：字符串

這節課我們來學習下 Python 基本數據類型中的字符串類型，字符串類型在實際的開發中是一個經常會用到的數據類型，比較重要。下面我們一起來看一下：

1. 簡介

字符串類型的數據表示一段文本，使用單引號或者雙引號創建：

• 單引號字符串 ‘hello’
• 雙引號字符串 “world”

在 python 中使用字符串的例子如下：

>>> x = 'hello'
>>> x
'hello'
>>> y = "world"
>>> y
'world'

• 在第 1 行，創建了使用單引號字符串 hello，并將值賦給變量 x
• 在第 2 行，顯示變量 x 的值為 ‘hello’
• 在第 3 行，創建了使用雙引號字符串 world，并將值賦給變量 y
• 在第 4 行，顯示變量 y 的值為 ‘world’

使用單引號或者雙引號創建的字符串只能在一行，而使用三引號允許一個跨多行的字符串。

使用 3 個單引號創建的多行字符串示例如下：

s = '''line 1
line 2
line 3'''
print(s)

使用 3 個雙引號創建的多行字符串示例如下：

s = """line 1
line 2
line 3"""
print(s)

以上程序的輸出如下：

line 1
line 2
line 3

2. 常見運算操作

本節介紹對字符的最常見的幾種運算操作，包括：

2.1 運算符 +

使用運算符 + 連接兩個字符串，示例如下：

>>> 'Hello' + 'World'
>>> 'HelloWorld'
>>> 'Hello' + ' ' + 'World'
>>> 'Hello World'

• 在第 1 行，使用運算符 + 連接兩個字符串
• 在第 3 行，使用運算符 + 連接多個字符串

2.2 運算符 *

使用運算符 * 重復輸出字符串，示例如下：

>>> 'hello' * 2
'hellohello'
>>> 'hello' * 3
'hellohellohello'

• 在第 1 行，使用運算符 * 將字符串重復兩次
• 在第 3 行，使用運算符 + 將字符串重復三次

2.3 函數 len

使用函數 len 獲取字符串的長度，示例如下：

>>> len('abc')
3
>>> len('imooc')
5

2.4 索引 []

通過索引 [] 獲取字符串中指定位置的字符，示例如下：

>>> s = 'imooc'
>>> s[0]
'i'
>>> s[1]
'm'
>>> s[2]
'o'
>>> s[3]
'o'
>>> s[4]
'c'

• 在 Python 中，單個字符也被當作字符串來處理，即該字符串只包含一個字符
• 在第 2 行，獲取字符串 s 的第 0 個字符 ‘i’
• 在第 4 行，獲取字符串 s 的第 1 個字符 ‘m’

2.5 索引 [:]

在 Python 中，使用語法 string[start:end]，獲取字符串 string 中在 [start, end) 范圍的子字符串。注意范圍 [start, end) 包含 start，不包含 end。舉例如下：

>>> s = 'imooc'
>>> s[1]
'm'
>>> s[2]
'o'
>>> s[3]
'o'
>>> s[1:4]
'moo'

• 在第 2 行，獲取字符串 s 的第 1 個字符 ‘m’
• 在第 4 行，獲取字符串 s 的第 2 個字符 ‘o’
• 在第 6 行，獲取字符串 s 的第 3 個字符 ‘o’
• 在第 8 行，獲取字符串 s 中從 1 開始、到 4 結束的字符串 ‘mooc’，使用 s[1:4] 表示該范圍，注意該范圍包括字符串的第 1 個字符、不包括第 4 個字符。

2.6 關鍵字 in

通過關鍵字 in 檢查字符串中是否包含指定字符串，示例如下：

>>> 'mooc' in 'imooc'
True
>>> 'mook' not in 'imooc'
True

• 在第 1 行，檢測字符串 ‘mooc’ 在 字符串 ‘imooc’ 中
• 在第 3 行，檢測字符串 ‘mook’ 不在 字符串 ‘imooc’ 中

3. 常用字符串方法

3.1 capitalize() 方法

capitalize() 方法把字符串的第一個字符大寫，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.capitalize()
'Abc'

3.2 count() 方法

count() 方法統計字符串出現的次數，示例如下：

>>> text = 'abc abc'
>>> text.count('abc')
2

3.3 startswith(target) 方法

startswith(target) 方法檢查字符串是否是以字符串 target 開頭，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.startswith('ab')
True
>>> text.startswith('bb')
False

3.4 endswith(target) 方法

endswith(target) 方法檢查字符串是否是以字符串 target 結尾，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.endsswith('bc')
True
>>> text.endsswith('cc')
False

3.5 lower() 方法

lower() 方法將字符串中所有大寫字符轉換為小寫，示例如下：

>>> text = 'ABC'
>>> text.lower()
'abc'

3.6 upper() 方法

upper() 方法將字符串中所有小寫字符轉換為大寫，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.upper()
'ABC'

3.7 islower() 方法

如果字符串中所有字符是小寫則為真，否則為假，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.islower()
True

3.8 isupper() 方法

如果字符串中所有字符是大寫則為真，否則為假，示例如下：

>>> text = 'ABC'
>>> text.isupper()
True

3.9 find(target) 方法

檢查是否包含指定字符串 target，如果包含字符串 target 則返回開始的索引值，否則返回 -1，示例如下：

>>> text = 'imooc'
>>> text.find('oo')
2
>>> text.find('oop')
-1

• 在第 2 行，查找字符串 ‘imooc’ 是否包含字符串 ‘oo’
• 在第 3 行，字符串 ‘oo’ 在字符串 ‘imooc’ 中的起始位置是 2，因此返回 2
• 在第 2 行，查找字符串 ‘imooc’ 是否包含字符串 ‘oop’
• 在第 5 行，字符串 ‘imooc’ 中不包含字符串 ‘oop’，因此返回 -1

3.10 split() 方法

使用空格將字符串分割為多個單詞，返回一個列表，示例如下：

>>> text = 'hello world'
>>> text.split()
['hello', 'world']

缺省情況下，使用空格將字符串分割為多個單詞，可以在 split() 方法中指定分隔符，示例如下：

>>> text = 'hello:world'
>>> text.split(':')
['hello', 'world']

4. 轉義字符

在 Python 中使用反斜杠 \ 加字母的組合來表示一些特殊字符，例如：\n 表示換行，\ 之后的字符 n 的含義已經不再是原來 ASCII 字符的含義了，所以被稱為轉義字符。

常用的轉義字符如下所示：

• 使用 \t 的示例

>>> print('a\tb\tc')
a       b       c
>>> print('aa\tbb\tcc')
aa      bb      cc

\t 表示跳到下一個制表符位置，可以使得輸出縱向對齊。

• 使用 \n 的示例

>>> print('a\nb')
a
b

• 使用 \’ 的示例

>>> print('\'')
'

在單引號字符串中使用 \’ 表示單引號

• 使用 \" 的示例

>>> print("\"")
"

在雙引號字符串中使用 \" 表示雙引號

• 使用 \\ 的示例

>>> print('\\')
\

在字符串中使用 ‘\’ 表示轉義字符 \

5. 字符串格式化

5.1 什么是字符串格式化

通過使用字符串 + 連接運算可以將多個字符串拼接起來，例如：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'nanjing'
>>> 'My name is ' + name + ', I live in ' + city + '.'
'My name is tom, I live in beijing.'

在第 3 行，使用字符串 + 將以下 5 個字符串拼接起來：

• 'My name is ’
• name
• ', I live in ’
• city
• ‘.’

最終得到字符串 ‘My name is tom, I live in beijing’，像這樣將多個字符串拼接起來的表達式非常不直觀，Python 提供了字符串格式化用于簡化拼接多個字符串。

5.2 format 方法

使用字符串提供的 format 方法完成上述的拼接工作，如下所示：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'beijing'
>>> text = 'My name is {}, I live in city {}.'
>>> text.format(name, city)
'My name is tom, I live in beijing.'

• 在第 1 行，創建變量 name
• 在第 2 行，創建變量 city
• 在第 3 行，創建字符串 text，字符串中 {} 被稱為占位符，text 中有兩個占位符
• 在第 4 行，調用字符串 text 的 format 方法，該方法有兩個參數：name 和 city
• 在第 5 行，將 text 中的兩個占位符 {} 替換為這兩個參數，得到最終的結果 ‘My name is tom, I live in beijing.’

與上一節使用 + 運算連接相比，格式化字符串顯著的提高了程序的可讀性。

5.3 % 運算符

也可以使用運算符 % 完成上述的拼接工作，如下所示：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'beijing'
>>> text = 'My name is %s, I live in city %s.'
>>> text % (name, city)
'My name is tom, I live in beijing.'

• 在第 1 行，創建變量 name
• 在第 2 行，創建變量 city
• 在第 3 行，創建字符串 text，字符串中 %s 被稱為占位符，text 中有兩個占位符
• 在第 4 行，使用運算符 % 進行字符串格式化。運算符 % 有兩個操作數，左邊的操作數是字符串變量 text，右邊的操作數是一個元組，元組中包含兩個參數：name 和 city
• 在第 5 行，將 text 中的兩個占位符 %s 替換為這兩個參數，得到最終的結果 ‘My name is tom, I live in beijing.’

在實踐中，通常直接將字符串與參數使用運算符 % 格式化，如下所示：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'beijing'
>>> 'My name is %s, I live in city %s.' % (name, city)
'My name is tom, I live in beijing.'

如果有多個參數，需要將所有的參數保存在一個元組中；如果只有一個參數，可以不用保存在元組中，舉例如下：

>>> name = 'tom'
>>> 'My name is %s.' % name
'My name is tom.'

• 在第 2 行，只有一個參數，可以不用將參數封裝在元組中

5.4 占位符

% 是一個特殊的符號，后面跟著一個字符用于說明參數的類型：

• %s 表示字符串
• %d 表示整數
• %f 表示浮點數

有多種類型的占位符，初學時需要掌握如下常用的占位符：

1. %s 用于格式化字符串

>>> name = 'tom'
>>> 'name is %s' % name
'name is tom'

2. %d 用于格式化整數

>>> integer = 123
>>> 'integer is %d' % integer
'integer is 123'

3. %f 用于格式化浮點數

>>> float = 123.456
>>> 'float is %f' % float
'float is 123.456000'

4. %% 用于表示字符 % 本身

>>> a = 3
>>> b = 2
>>> c = a % b
>>> '%d %% %d = %d' % (a, b, c)
3 % 2 = 1

%% 是一個特殊的占位符，表示字符 % 本身。

5.5 print 方法

在實踐中，通常使用 print 方法輸出將格式化后的字符串，示例如下：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'beijing'
>>> print('My name is %s' % name)
My name is tom
>>> print('My name is %s, I live in city %s.' % (name, city))
My name is tom, I live in beijing.

6. 小結

字符串和數值一樣，同樣有基本的運算方式，但是最終得到的結果形式和數值卻略有不同，大家在使用的時候要注意這一點。字符串的常用方法也需要大家多多練習和使用，可以把正文中的代碼多敲幾遍，一個好的程序員就是要多敲代碼才能成長。