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Python 3.6 字符串操作 实例

由 自闭症网瘾萝莉.ら 提交于 2019-11-28 23:48:42

Python 3.6 字符串操作

常见的字符串操作

字符串的格式化

C语言使用函数printf()、sprintf()格式化输出结果，Python也提供了类似的功能。Python将若干值插入带有“%”标记的字符串中，从而可以动态地输出字符串。字符串的格式化语法如下所示。

"%s" % str1
"%s %s" % (str1, str2)

【代码说明】第1行代码使用一个值格式化字符串。第2行代码使用多个值格式化字符串，用于替换的值组成一个元组。
下面这段代码演示了字符串的格式化操作：

str1 = 'version'
num = 1.0
format = "%s" % str1

print(format)

format = "%s %d" % (str1, num)

print(format)

【代码说明】

  • 第4行代码用变量str1的值替换字符串中的%s。
  • 第5行代码输出结果是“version”。
  • 第6行代码分别用变量str1、num的值替换%s和%d的值。%d表示替换的值为整型。
  • 第7行代码输出结果为“version 1”。

注意 如果要格式化多个值，元组中元素的顺序必须和格式化字符串中替代符的顺序一致，否则，可能出现类型不匹配的问题。如果将上例中的%s和%d调换位置，将抛出如下异常：

TypeError: int argument required

使用%f可以格式化浮点数的精度，根据指定的精度做“四舍五入”。示例如下：

# 带精度的格式化
print ("浮点型数字: %f" % 1.25)       # 以浮点数格式打印
print ("浮点型数字: %.1f" % 1.25)     # 精确到小数点后1位
print ("浮点型数字: %.2f" % 1.254)    # 精确到小数点后2位

【代码说明】

  • 第2行代码格式化浮点数1.25。默认情况下，将输出小数点后6位数字。输出结果：浮点型数字: 1.250000
  • 第3行代码格式化小数点后1位数字，“四舍五入”后的结果为1.3。输出结果:浮点型数字: 1.3
  • 第4行代码格式化小数点后2位数字。输出结果：浮点型数字: 1.25

此外，Python还提供了对八进制、十六进制等数字进行格式化的替代符。下表列出了Python中格式化字符串的替代符及其含义。

前面使用了元素格式化多个值，也可以用字典格式化多个值，并指定格式化字符串的名称。下面这段代码说明了字典格式化字符串的用法。

#使用字典格式化字符串
print ("%(version)s: %(num).1f" % {"version": "version", "num": 2})

【代码说明】第2行代码定义了一个匿名字典，该字典中的两个value值分别对应字符串中的%(version)s和%(num).1f。输出结果：version:2.0
Python可以实现字符串的对齐操作，类似C语言中的“%[[+/-]n]s”。此外，还提供了字符串对齐的函数。

# 字符串对齐
word = "version3.0"
print (word.center(20))
print (word.center(20, "*"))
print (word.ljust(0))
print (word.rjust(20))
print ("%30s" % word)

【代码说明】

  • 第3行代码调用center()输出变量word的值。变量word两侧各输出5个空格。
  • 第4行代码调用center()输出变量word的值，并指定第2个参数的值为“”。变量word两侧各输出5个“”。
  • 第5行代码调用ljust()输出变量word的值，ljust()输出结果左对齐。
  • 第6行代码调用rjust()输出变量word的值，rjust()输出结果右对齐。参数20表示一共输出20个字符，“version3.0”占10个字符，左边填充10个空格。
  • 第7行代码，“%30s”表示先输出30个空格，再输出变量word的值，类似于word.rjust(30)的作用。

全部代码为：

运行结果为：

字符串的转义符

计算机中存在可见字符与不可见字符。可见字符是指键盘上的字母、数字和符号。不可见字符是指换行、回车等字符，对于不可见字符可以使用转义字符来表示。Python中转义字符的用法和Java相同，都是使用“\”作为转义字符。

下面这段代码演示了转义字符的使用:

path = 'hello\tworld\n'
print(path)
print(len(path))
path = r'hello\tworld\n'
print(path)
print(len(path))

【代码说明】

  • 第2行代码，在“hello”和“world”之间输出制表符，在字符串末尾输出换行符。
  • 第4行代码输出字符串的长度，其中的“\t”、“\n”各占一个字符。输出结果为12。
  • 第5行代码，忽略转义字符的作用，直接输出字符串原始的内容。
  • 第6行代码输出结果：hello\tworld\n
  • 第7行代码输出字符串的长度。输出结果为“14”。

【运行结果】

注意 Python的制表符只占1个字符，而不是2个或4个字符

注意 如果要在字符串中输出“\”，需要使用“\”。
Python还提供了函数strip()、lstrip()、rstrip()去掉字符串中的转义符。

print('===================')
# strip()去掉转义字符
word = '\thello world\n'
print('直接输出：', word)
print('strip()后输出：', word.strip())
print('lstrip()后输出：', word.lstrip())
print('rstrip()后输出：', word.rstrip())
print('===================')

【代码说明】

  • 第4行代码直接输出字符串。
  • 第5行代码调用strip()去除转义字符。
  • 第6行代码调用lstrip()去除字符串前面的转义字符“\t”，字符串末尾的“\n”依然存在。
  • 第7行代码调用rstrip()去除字符串末尾的转义字符“\n”，字符串前面的“\t”依然存在。

字符串的合并

与Java语言一样，Python使用“+”连接不同的字符串。Python会根据“+”两侧变量的类型，决定执行连接操作或加法运算。如果“+”两侧都是字符串类型，则进行连接操作；如果“+”两侧都是数字类型，则进行加法运算；如果“+”两侧是不同的类型，将抛出异常。

TypeError: cannot concatenate 'str' and 'int' objects

下面的代码演示了字符串的连接方法:

# 使用 + 链接字符串
print('========# 使用 + 链接字符串==============')
str1 = 'hello'
str2 = 'world'
str3 = 'hello'
str4 = 'china'
result = str1 + str2 + str3
print(result)
result += str4
print(result)
print('========================================')

【代码说明】

  • 第7行代码，把变量str1、str2、str3的值连接起来，并把结果存放在变量result中。
  • 第9行代码，使用运算符“+=”连接变量result和str4。

【运行结果】

可见，使用“+”对多个字符串进行连接稍显烦琐。Python提供了函数join()连接字符串，join()配合列表实现多个字符串的连接十分方便。
代码实例如下：

# 使用join()连接字符串
print('==========# 使用join()连接字符串==========')
strs = ['hello', 'world', 'hello', 'china']
result = ''.join(strs)
print(result)

【代码说明】

  • 第2行代码用列表取代变量，把多个字符串存放在列表中。
  • 第3行代码调用join()，每次连接列表中的一个元素。

【运行结果】

reduce()的作用就是对某个变量进行累计。这里可以对字符串进行累计连接，从而实现多个字符串进行连接的功能。
代码实现如下：

# 使用reduce()连接字符串
print('=========# 使用reduce()连接字符串=========')
from functools import reduce
import operator
strs = ['hello', 'world', 'hello', 'china']
result = reduce(operator.add, strs, '')
print(result)
print('========================================')

【代码说明】

  • 第3行代码导入模块operator，利用方法add()实现累计连接。
  • 第5行代码调用reduce()实现对空字符串“”的累计连接，每次连接列表strs中的一个元素。

【运行结果】 

# 使用 + 链接字符串
print('========# 使用 + 链接字符串==============')
str1 = 'hello'
str2 = 'world'
str3 = 'hello'
str4 = 'china'
result = str1 + str2 + str3
print(result)
result += str4
print(result)
print('========================================')

# 使用join()连接字符串
print('==========# 使用join()连接字符串==========')
strs = ['hello', 'world', 'hello', 'china']
result = ''.join(strs)
print(result)
print('========================================')

# 使用reduce()连接字符串
print('=========# 使用reduce()连接字符串=========')
from functools import reduce
import operator
strs = ['hello', 'world', 'hello', 'china']
result = reduce(operator.add, strs, '')
print(result)
print('========================================')

字符串的截取

字符串的截取是实际应用中经常使用的技术，被截取的部分称为“子串”。Java中使用函数substr()获取子串，C#使用函数substring()获取子串。而Python由于内置了序列，可以通过前面介绍的索引、切片获取子串，也可以使用函数split()来获取。字符串也属于序列。
下面这段代码使用序列的索引获取子串：

# 使用索引截取子串
print('----------# 使用索引截取子串---------')
word = 'world'
print(word[4])

【代码说明】第4行代码，访问字符串第5个字符的值。输出结果为“d”。

【运行结果】

通过切片可以实现对字符串有规律的截取。切片的语法格式如下所示。

string[start : end : step]

【代码说明】其中string表示需要取子串的源字符串变量。[start:end:step]表示从string的第start个索引位置开始到第end个索引之间截取子串，截取的步长是step。即每次截取字符string[start+step]，直到第end个索引。索引从0开始计数。
下面这段代码演示了使用切片截取子串的功能：

# 特殊切片截取子串
print('---------# 特殊切片截取子串----------')
str1 = 'hello world'
print(str1[0:3])
print(str1[::2])
print(str1[1::2])
str2 = 'ABCDEFG'
print(str2[:3])
print(str2[3:])
print(str2[::2])
print('-----------------------------------')

【代码说明】

  • 第3行代码，截取字符串中第1个字符到第3个字符之间的部分。
  • 第4行代码，[::2]切片省略了开始和结束字符。从字符串的第1个字符开始，以2为步长逐个截取字符。
  • 第5行代码，切片中的数字1表示从字符串的第2个字符开始取字符，数字2表示以2为步长逐个截取字符。

【运行结果】

如果要同时截取多个子串，可以使用函数split()实现。函数split()的声明如下所示。

split([char] [,num])

【代码说明】

  • 参数char表示用于分割的字符，默认的分割字符是空格。
  • 参数num表示分割的次数。如果num等于2，将把源字符串分割为3个子串。默认情况下，将根据字符char在字符串中出现的个数来分割子串。
  • 函数的返回值是由子串组成的列表。

代码如下：

# 使用split()获取子串
print('-----------# 使用split()获取子串-----')
sentence = "Tom said: a,b,c,d."
print('使用空格获取子串:', sentence.split())
print('使用逗号获取子串:', sentence.split(','))
print('使用逗号获取3个子串:', sentence.split(',', 2))
sentence1 = 'Uzi tell us : he is king and said : A, B, C, D.'
print('使用空格获取子串:', sentence1.split())
print('使用逗号获取子串:', sentence1.split(','))
print('使用空格获取4个子串:', sentence1.split(' ',3))
print('-----------------------------------')

【代码说明】

  • 第3行代码根据空格来获取子串。字符串sentence中有5个空格，将返回由6个子串组成的列表。
  • 第4行代码根据逗号来获取子串。字符串sentence中有3个空格，将返回由4个子串组成的列表。
  • 第5行代码根据逗号来分割字符串，并把字符串sentence分割为3个子串。

【运行结果】

字符串连接后，Python将分配新的空间给连接后的字符串，源字符串保持不变。

# 字符串连接后，Python将分配新的空间给连接后的字符串，源字符串保持不变。
print('字符串连接后，Python将分配新的空间给连接后的字符串，源字符串保持不变。')
str3 = "a"
print(id(str3))
print(id(str3 + "b"))
print('-------------------------------------')

【代码说明】

  • 第2行代码输出str1的内部标识。输出结果为“4337916312”。
  • 第3行代码，进行字符串连接，新的字符串将获得新的标识。输出结果为“4337800168”。

【运行结果】

字符串的比较

Java使用equals()比较两个字符串的内容，Python直接使用“==”“!=”操作符比较两个字符串的内容。如果比较的两个变量的类型不相同，比较的内容也不相同。
下面这段代码演示了Python中字符串的比较:

# 字符串的比较
print('----------# 字符串的比较-------------')
str1 = 1
str2 = '1'

if str1 == str2:
    print("相同")
else:
    print("不相同")

if str(str1) == str2:
    print("相同")
else:
    print("不相同")
print('-------------------------------------')

【代码说明】

  • 第2行代码定义了1个数字类型的变量str1。
  • 第3行代码定义了1个字符串类型的变量str2。
  • 第4行代码比较str1和str2的值。由于str1和str2的类型不同，所以两者的内容也不相同。输出结果为“不相同”。
  • 第8行代码，把数字型的变量str1转换为字符串类型，数字1被转换为字符串“1”。然后再与str2进行比较。输出结果为“相同”。

【运行结果】
这里写图片描述

如果要比较字符串中的一部分内容，可以先截取子串，再使用“==”操作符进行比较。如果要比较字符串的开头或结尾部分，更方便的方法是使用startswith()或endswith()函数。
startswith()的声明如下所示。

startswith(substring, [,start [,end]])

【代码说明】

  • 参数substring是与源字符串开头部分比较的子串。
  • 参数start表示开始比较的位置。
  • 参数end表示比较结束的位置，即在start:end范围内搜索子串substring。
  • 如果字符串以substring开头，则返回True；否则，返回False。
    endswith()的参数和返回值类似startswith()，不同的是endswith()从源字符串的尾部开始搜索。

下面这段代码演示了startswith()和endswith()的使用。

# 比较字符串的开始和结束处
print('------# 比较字符串的开始和结束处---------')
word = 'hello world'
print('hello' == word[0:5])
print(word.startswith('hello'))
print(word.endswith('ld', 6))
print(word.endswith('ld', 6, 10))
print(word.endswith('ld', 6, len(word)))
print('-------------------------------------')

【代码说明】

  • 第3行代码先获取子串[0:5]，再与“hello”进行比较。输出结果为“True”。
  • 第4行代码调用startswith()。比较字符串变量word的开头部分“hello”。输出结果为“True”。
  • 第5行代码，从字符串变量word的结尾到word[6]之间搜索子串“ld”。输出结果为“True”。
  • 第6行代码，从“分片”word[6:10]中搜索子串“ld”。由于搜索的字符不包括位置10所在的字符，所以在word[6:10]中搜索不到子串“ld”。输出结果为“False”。
  • 第7行代码，从“分片”word[6:len(word)]中搜索子串“ld”，len(word)的值为11。输出结果为“True”。

注意 startswith()、endswith()相当于分片[0:n]，n是源字符串中最后一个索引。startswith()、endswith()不能用于比较源字符串中任意一部分的子串。

【运行结果】

字符串的反转

字符串反转是指把字符串中最后一个字符移到字符串第一个位置，按照倒序的方式依次前移。Java中使用StringBuffer类处理字符串，并通过循环对字符串进行反转。
Python没有提供对字符串进行反转的函数，也没有类似charAt()这样的函数。但是可以使用列表和字符串索引来实现字符串的反转，并通过range()进行循环。
代码如下：

# 循环输出反转的字符串
def reverse(str):
    out = ''
    li = list(str)
    for i in  range(len(li), 0, -1):
        out += ''.join(li[i-1])
    return out

【代码说明】

  • 第2行代码定义了一个函数reverse()，参数str表示需要反转的字符串。
  • 第3行代码定义了一个返回变量out，用于存放字符串反转后的结果。
  • 第4行代码创建了一个列表li，字符串str中的字符成为列表li的元素。
  • 第5~6行代码从列表中的最后一个元素开始处理，依次连接到变量out中。
  • 第7行代码返回变量out的值。

不难发现，Python的实现代码更简短，而且更容易理解。用户还可以通过列表的reverse()函数实现字符串的反转，实现的代码将进一步简化。

# 使用list 的 reverse()
def reverse2(s):
    li = list(s)
    li.reverse()
    s = ''.join(li)
    return s

【代码说明】

  • 第4行代码调用列表的reverse()实现了for…in…循环的功能。
  • 第5行代码调用join()把反转后列表li的元素依次连接到变量s中。

Python的列表是对字符串进行处理的常用方式，灵活使用列表等内置数据结构处理字符串，能够简化编程的复杂度。利用序列的“切片”实现字符串的反转最为简洁，reverse()函数的主体只需要一行代码即可。

def reverse(s):
return s[::-1]

【代码说明】-1表示从字符串最后一个索引开始倒序排列。

ALL:

# 循环输出反转的字符串
def reverse(str):
    out = ''
    li = list(str)
    for i in  range(len(li), 0, -1):
        out += ''.join(li[i-1])
    return out

# 使用list 的 reverse()
def reverse2(s):
    li = list(s)
    li.reverse()
    s = ''.join(li)
    return s

if __name__ == '__main__':
    print('手动实现：输出反转字符串：%s' % reverse('abcdef'))
    print('列表方法：输出反转字符串：%s' % reverse('ABCDEF'))

字符串的查找和替换

Java中字符串的查找使用函数indexOf()，返回源字符串中第1次出现目标子串的索引。如果需要从右往左查找可以使用函数lastIndexOf()。Python也提供了类似功能的函数，函数find()与indexOf()的作用相同，rfind()与lastIndexOf()的作用相同。find()的声明如下所示。

find(substring [, start [ ,end]])

【代码说明】

  • 参数substring表示待查找的子串。
  • 参数start表示开始搜索的索引位置。
  • 参数end表示结束搜索的索引位置，即在分片[start:end]中查找。
  • 如果找到字符串substring，则返回substring在源字符串中第1次出现的索引。否则，返回-1。

rfind()的参数与find()相同，不同的是rfind()从字符串的尾部开始查找子串。
下面这段代码演示了find()、rfind()的使用:

# 查找字符串
sentence = "This is a apple."
print("find()方法实例：")
print(sentence.find("is", 3, 7))
print(sentence.find('a'))
print("rfind()方法实例：")
print(sentence.rfind('is', 3, 7))
print(sentence.rfind("a"))

【代码说明】

  • 第5行代码使用函数find()，从sentence的头部开始查找字符串“a”。输出结果为“8”。
  • 第8行代码使用函数rfind()，从sentence的尾部开始查找字符串“a”。输出结果为“10”。

Java使用replaceFirst()、replaceAll()实现字符串的替换。replaceFirst()用于替换源字符串中第1次出现的子串，replaceAll()用于替换源字符串中所有出现的子串。这两个函数通过正则表达式来查找子串。而Python使用函数replace()实现字符串的替换，该函数可以指定替换的次数，相当于Java函数replaceFirst()和replaceAll()的合并。但是replace()不支持正则表达式的语法。
replace()的声明如下所示：

replace(old, new [, max])

【代码说明】

  • 参数old表示将被替换的字符串。
  • 参数new表示替换old的字符串。
  • 参数max表示使用new替换old的次数。
  • 函数返回一个新的字符串。如果子串old不在源字符串中，则函数返回源字符串的值。

下面这段代码演示了replace()的使用：

# 字符串的替换
print('replace()方法实例：')
string = 'hello world, hello china. I love china.'
print(string.replace('he', 'HE'))
print(string.replace('he', 'HE', 3))
print(string.replace('he', 'HE', 1))
print(string.replace('ABC', 'abc'))

【代码说明】

  • 第3行代码把sentence中的“hello”替换为“hi”。由于没有给出参数max的值，所以sentence中的“hello”都将被“hi”替换。
  • 第4行代码，参数max的值为1，所以sentence中第1次出现的“hello”被“hi”替换，后面的出现的子串“hello”保持不变。
  • 第5行代码，由于sentence中没有子串“abc”，所以替换失败。replace()返回sentence的值。

注意 replace()先创建变量sentence的拷贝，然后在拷贝中替换字符串，并不会改变变量sentence的内容。

字符串与日期的转换

在开发中，经常把日期类型转换为字符串类型使用。字符串与日期的转换是工作中频繁遇到的问题。Java提供了SimpleDateFormat类实现日期到字符串的转换。Python提供了time模块处理日期和时间。
函数strftime()可以实现从时间到字符串的转换。strftime()的声明如下所示：

strftime(format[, tuple]) -> string

【代码说明】

  • 参数format表示格式化日期的特殊字符。例如，“%Y-%m-%d”相当于Java中的“yyyy-MM-dd”。
  • 参数tuple表示需要转换的时间，用元组存储。元组中的元素分别表示年、月、日、时、分、秒。
  • 函数返回一个表示时间的字符串。
    参数format格式化日期的常用标记如下所示：

字符串到时间的转换需要进行两次转换，需要使用time模块和datetime类，转换过程分为如下3个步骤。
1）调用函数strptime()把字符串转换为一个的元组，进行第1次转换。strptime()的声明如下所示。

strptime(string, format) -> struct_time

【代码说明】

  • 参数string表示需要转换的字符串。
  • 参数format表示日期时间的输出格式。
  • 函数返回一个存放时间的元组。
    2）把表示时间的元组赋值给表示年、月、日的3个变量。
    3）把表示年、月、日的3个变量传递给函数datetime()，进行第2次转换。

datetime类的datetime()函数如下所示。

datetime(year, month, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[,tzinfo]]]]])

【代码说明】

  • 参数year、month、day分别表示年、月、日，这3个参数必不可少。
  • 函数返回1个datetime类型的变量。

下面这段代码演示了时间到字符串、字符串到时间的转换过程：

import time
import datetime

# 时间到字符串的转换
print("----------时间到字符串的转换-----------")
print(time.strftime("%Y-%m-%d %X", time.localtime()))
# 字符串到时间的转换
print("----------字符串到时间的转换-----------")
t = time.strptime("2017-12-25", "%Y-%m-%d")
y,m,d = t[0:3]
print(datetime.datetime(y, m, d))

【代码说明】

  • 第4行代码中，函数localtime()返回当前的时间，strftime把当前的时间格式转化为字符串类型。
  • 第6行代码，把字符串“2017-12-25”转换为一个元组返回。
  • 第7行代码，把元组中前3个表示年、月、日的元素赋值给3个变量。
  • 第8行代码，调用datetime()返回时间类型。

注意 格式化日期的特殊标记是区分大小写的，%Y与%y不相同。

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代码格式化
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