Python程序設(shè)計(jì)現(xiàn)代方法（第2版） 課件 第3章 字符串

第3章字符串《Python程序設(shè)計(jì)現(xiàn)代方法（第2版）》學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target

掌握字符串的定義方式，能夠準(zhǔn)確定義字符串

掌握字符串的索引和切片，能夠通過索引和切片獲取字符串的子串

掌握字符格式化方式，能夠通過%、format()和f-string格式化字符串學(xué)習(xí)目標(biāo)/Target

掌握字符串的處理函數(shù)，能夠通過len()函數(shù)和ord函數(shù)實(shí)現(xiàn)特定功能

掌握字符串的處理方法，能夠根據(jù)需要選擇合適的方法處理字符串

熟悉字符串的運(yùn)算符，能夠通過+和*運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)字符串的拼接和復(fù)制章節(jié)概述/Summary日常生活中經(jīng)常會(huì)看見一些文本類型的數(shù)據(jù)，比如電子郵件、評(píng)論、個(gè)人資料等，這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容形式比較復(fù)雜，包括字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、特殊符號(hào)、漢字等，程序中使用字符串表示這些信息。本章將針對(duì)字符串的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解。目錄/Contents01字符串的定義字符串的索引和切片字符串格式化實(shí)例：制作高鐵名片020304目錄/Contents05字符串運(yùn)算符字符串處理函數(shù)字符串處理方法0607實(shí)例：文本檢測程序08字符串的定義3.13.1字符串的定義字符串是一個(gè)有序的字符集合，它里面的字符默認(rèn)采用Unicode編碼，可以是字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)、特殊符號(hào)、中文等字符。需要說明的是，Python中沒有字符類型，即便一個(gè)字符也屬于字符串。Python支持使用單引號(hào)、雙引號(hào)和三引號(hào)定義字符串，三引號(hào)可以是三單引號(hào)和三雙引號(hào)，其中使用單引號(hào)、雙引號(hào)定義的字符串只能單行顯示，三引號(hào)定義的字符串支持多行顯示?！彩乱岳硐霝橐?，實(shí)行為果’

#使用單引號(hào)定義字符串“凡事以理想為因，實(shí)行為果”

#使用雙引號(hào)定義字符串

'''凡事以理想為因，實(shí)行為果'''

#使用三單引號(hào)定義字符串"""凡事以理想為因，

實(shí)行為果“”“

#使用三雙引號(hào)定義字符串3.1字符串的定義使用單引號(hào)或雙引號(hào)定義字符串時(shí)，字符串的內(nèi)容不能包含單引號(hào)或雙引號(hào)。例如，英文語句Let‘slearnPython中有一個(gè)單引號(hào)，如果此時(shí)仍然使用單引號(hào)定義包含該英文語句的字符串，則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息。

3.1字符串的定義'Let'slearnPython''Let'slearnPython'^SyntaxError:unterminatedstringliteral(detectedatline131)運(yùn)行代碼，結(jié)果如下所示：為了避免程序中出現(xiàn)這類問題，可以使用雙引號(hào)或三引號(hào)定義字符串。例如，將上述示例中定義字符串時(shí)使用的單引號(hào)分別修改為雙引號(hào)或三引號(hào)，改后的代碼如下：3.1字符串的定義"Let'slearnPython""""Let'slearnPython""“'''Let'slearnPython'''同理，若字符串包裹的內(nèi)容中包含雙引號(hào)，則可以使用單引號(hào)或三引號(hào)定義字符串

以確保Python解釋器能夠按預(yù)期對(duì)引號(hào)進(jìn)行配對(duì)。除此之外，還可以利用反斜杠“\”對(duì)引號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)義，使Python解釋器將轉(zhuǎn)義后的引號(hào)作為普通字符對(duì)待。示例如下：3.1字符串的定義words='Let\'slearnPython'#使用反斜桿轉(zhuǎn)義字符串里面的單引號(hào)print(words)運(yùn)行代碼，結(jié)果如下所示。Let'slearnPython有些情況下，反斜杠也會(huì)作為字符串的一部分，比如表示W(wǎng)indows系統(tǒng)下文件路徑的字符串“D:\PythonProject\Chapter01\next.py”中，由于\n特殊性，它會(huì)使\n連接的后面語句出現(xiàn)換行，示例如下：3.1字符串的定義運(yùn)行代碼，結(jié)果如下所示。words='D:\PythonProject\Chapter01\next.py'print(words)D:\PythonProject\Chapter01ext.py3.1字符串的定義1盡管字符串的定義方式有很多，但是同一文件中應(yīng)統(tǒng)一使用方式，避免多種方式混合使用。2如果在字符串中包含某種形式的引號(hào)，那么應(yīng)優(yōu)先使用其他形式的引號(hào)定義字符串，而非使用轉(zhuǎn)義字符。3如果三引號(hào)定義的字符串沒有賦值給變量，那么它會(huì)被視為多行注釋。多學(xué)一招：轉(zhuǎn)義字符一些普通字符與反斜杠組合后將失去原有意義，產(chǎn)生新的含義。類似這樣的與反斜杠組合而成的、具有特殊意義的一串字符就是轉(zhuǎn)義字符。轉(zhuǎn)義字符通常用于表示一些無法直接顯示的字符，例如制表符、回車符等。轉(zhuǎn)義字符功能說明\b退格\n換行符\v垂直制表符\t水平制表符\r回車符\'單引號(hào)字符\"雙引號(hào)字符字符串的索引與切片3.23.2字符串的索引和切片Python中字符串可以包含多個(gè)字符，這些字符按一定順序排列，每個(gè)字符所在的位置有著固定的編號(hào)，以便用戶通過該編號(hào)訪問它們，這些位置編號(hào)被稱為索引或者下標(biāo)。按照不同的方向，索引分為正向索引和逆向索引。正向索引的值從0開始，逆向索引的值從-1開始。3.2字符串的索引和切片通過索引可以其對(duì)應(yīng)的單個(gè)字符，使用方式為“字符串[索引]”。words='精誠所至金石為開'char_one=words[1]#獲取索引為1的字符“誠”char_two=words[-7]#獲取索引為-7的字符“誠”3.2字符串的索引和切片通過切片從字符串中截取子串，切片的語法格式如下。字符串[起始索引:結(jié)束索引:步長]起始索引：表示截取字符的起始位置，取值可以是正向索引或逆向索引。結(jié)束索引：表示截取字符的結(jié)束位置，取值可以為正向索引或逆向索引。步長：表示每隔指定數(shù)量的字符截取一次字符串，取值可以是正負(fù)整數(shù)，默認(rèn)值為1。若步長為正整數(shù)，則會(huì)按照從左到右的順序取值；若步長為負(fù)整數(shù)，則會(huì)按照從右到左的順序取值。需要注意的是，切片截取的子串包含起始索引對(duì)應(yīng)的字符，但不包含結(jié)束索引對(duì)應(yīng)字符。3.2字符串的索引和切片切片的示例如下：print(words[:5])#獲取從索引0到索引5之前的子串print(words[5:])#獲取從索引5到末尾的子串print(words[4:6])#獲取從索引4到索引6之前的子串print(words[::2])#獲取從索引0到末尾、步長為2的子串print(words[-4:-2])#獲取從索引-4到索引-2之前的子串print(words[-4:6])#獲取從索引-4到索引6之前的子串精誠所至金石為開金石精所金為金石金石運(yùn)行結(jié)果3.2字符串的索引和切片值得一提的是，Python中的字符串與其他編程語言不同，它是不可變的，一旦定義完成后不能被修改。如果嘗試給某個(gè)索引對(duì)應(yīng)的字符重新賦值時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)語法錯(cuò)誤信息。words[3]=','TypeError:'str'objectdoesnotsupportitemassignment運(yùn)行代碼，結(jié)果如下：字符串格式3.33.3.1使用格式符%格式化字符串在使用格式符對(duì)字符串格式化時(shí)，Python會(huì)使用一個(gè)帶有格式符的字符串作為模板，這個(gè)格式符用于為真實(shí)值預(yù)留位置，并說明真實(shí)值應(yīng)該呈現(xiàn)的格式。

"我叫%s"%"小明"使用一個(gè)元組將多個(gè)真實(shí)值傳遞給字符串模板，元組中的每個(gè)值對(duì)應(yīng)著一個(gè)格式符。

"我叫%s，今年%d歲了"%("小明",18)Python還支持更多類型的格式符，每種格式符適用于不同的數(shù)據(jù)類型。格式符功能說明%c格式化單個(gè)字符及其ASCII碼%s格式化字符串%i或%d格式化有符號(hào)的十進(jìn)制整數(shù)%o格式化有符號(hào)的八進(jìn)制整數(shù)%x格式化有符號(hào)的十六進(jìn)制整數(shù)%e格式化科學(xué)計(jì)數(shù)法表示的浮點(diǎn)數(shù)，以e為底數(shù)%E格式化科學(xué)計(jì)數(shù)法表示的浮點(diǎn)數(shù)，以E為底數(shù)%f格式化十進(jìn)制表示的浮點(diǎn)數(shù)3.3.1使用格式符%格式化字符串當(dāng)使用多個(gè)格式符對(duì)字符串進(jìn)行格式化時(shí)，還可以通過字典傳值，這時(shí)需要先以“(name)”形式對(duì)變量進(jìn)行命名，每個(gè)命名對(duì)應(yīng)字典的一個(gè)鍵，示例如下：format_string="我叫%(name)s，今年%(age)d歲了"%{"name":"小明","age":18}print(format_string)運(yùn)行代碼，結(jié)果如下所示。我叫小明，今年18歲了3.3.1使用格式符%格式化字符串3.3.2使用format()方法格式化字符串使用format()方法格式化字符串的語法格式如下：模板字符串.format(值0,值1,...)format_string="我叫{}，今年18歲了".format("小明")print(format_string)我叫小明，今年18歲了示例代碼：運(yùn)行結(jié)果：3.3.2使用format()方法格式化字符串如果模板字符串中有多個(gè)符號(hào){}，并且{}內(nèi)沒有指定任何值的序號(hào)，則默認(rèn){}內(nèi)的序號(hào)與值的順序是互相對(duì)應(yīng)的，序號(hào)從0開始遞增，此時(shí)會(huì)按照從左到右的順序依次用值替換。3.3.2使用format()方法格式化字符串如果模板字符串的{}內(nèi)明確指定了值的序號(hào)，則需要按照序號(hào)使用相應(yīng)的值進(jìn)行替換。

3.3.2使用format()方法格式化字符串在format()方法中，模板字符串的{}內(nèi)除了參數(shù)序號(hào)以外，還可以加入其他控制信息，以便能定制更豐富的格式。{}內(nèi)加入控制信息的語法格式如下：{<值序號(hào)>：<格式控制標(biāo)記>}格式控制標(biāo)記包括<填充>、<對(duì)齊>、<寬度>、<,>、<.精度>、<類型>這六個(gè)字段，這些字段都是可選的，可以組合使用。3.3.2使用format()方法格式化字符串（1）<填充>字段是一個(gè)字符，默認(rèn)使用空格填充。（2）<對(duì)齊>字段分別使用<、>和^三個(gè)符號(hào)表示左對(duì)齊、右對(duì)齊和居中對(duì)齊。（3）<寬度>字段用于指定值轉(zhuǎn)換字符串后字符串的寬度，如果設(shè)定的寬度值比字符串的實(shí)際長度小，則使用字符串的實(shí)際長度，否則就使用設(shè)定的寬度值。words="design"print("{:10}".format(words))#左對(duì)齊，填充空格至寬度為10print("{:>10}".format(words))#右對(duì)齊，填充空格至寬度為10print("{:@^10}".format(words))#居中對(duì)齊，填充@至寬度為10print("{:@^1}".format(words))#寬度小于words的實(shí)際長度designdesign@@design@@design運(yùn)行結(jié)果3.3.2使用format()方法格式化字符串（4）<,>字段用于顯示數(shù)字類型的千位分隔符。

words=31415926print("{0:,}".format(words))#顯示千位分隔符運(yùn)行代碼，結(jié)果如下所示。31,415,9263.3.2使用format()方法格式化字符串（5）<.精度>字段以小數(shù)點(diǎn)開頭，適用于浮點(diǎn)數(shù)和字符串，如果值是浮點(diǎn)數(shù)，則精度表示小數(shù)部分輸出的有效位數(shù)；如果值是字符串，精度表示輸出字符串的最大長度。

運(yùn)行代碼，結(jié)果如下所示。words=3.1415926print("{:.5f}".format(words))#輸出浮點(diǎn)數(shù)，保留5位小數(shù)words="design"print("{:.5}".format(words))#字符串的長度為53.14159desig3.3.2使用format()方法格式化字符串（6）<類型>字段用于控制整型和浮點(diǎn)型的值的格式規(guī)則。c：輸出整型對(duì)應(yīng)的Unicode字符；d：輸出整型的十進(jìn)制形式；o：輸出整型的八進(jìn)制形式；x：輸出整型的十六進(jìn)制形式；e：輸出浮點(diǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的小寫字母e的指數(shù)形式；E：輸出浮點(diǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的大寫字母E的指數(shù)形式；f：輸出浮點(diǎn)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式；%：輸出浮點(diǎn)數(shù)的百分比形式。針對(duì)整型的輸出格式針對(duì)浮點(diǎn)型的輸出格式3.3.2使用format()方法格式化字符串（6）<類型>字段用于控制整型和浮點(diǎn)型的值的格式規(guī)則。整型和浮點(diǎn)型輸出格式的示例如下：print("{:c}".format(97))

#輸出97對(duì)應(yīng)的Unicode字符print("{:x}".format(11))#輸出十六進(jìn)制形式的整數(shù)print("{:E}".format(1568.736))#輸出科學(xué)計(jì)數(shù)法形式的浮點(diǎn)數(shù)print("{:%}".format(0.80))#輸出浮點(diǎn)數(shù)的百分比形式ab1.568736E+0380.000000%運(yùn)行結(jié)果3.3.3使用f-string格式化字符串f-string提供了一種更為簡潔的格式化字符串的方式，它在形式上以f或F引領(lǐng)字符串，在字符串中使用“{變量名}”標(biāo)明被替換的真實(shí)值所在位置。f"{變量名}"或F"{變量名}"使用f-string格式化字符串，示例如下：name="小明"age=18format_string=f'我叫{name}，今年{age}歲了'print(format_string)我叫小明，今年18歲了代碼運(yùn)行結(jié)果：實(shí)例：制作高鐵名片3.43.4實(shí)例：制作高鐵名片近10年來，我國高鐵秉持“核心技術(shù)必須要把握在自己手里”的發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)了由“追趕者”到“領(lǐng)跑者”的角色轉(zhuǎn)換，在新時(shí)代跑出了中國速度，更創(chuàng)造了中國奇跡，成為代表中國形象的“亮麗名片”。3.4實(shí)例：制作高鐵名片2008年8月，我國第一條350公里/小時(shí)的高速鐵路—京津城際鐵路開通運(yùn)營，此后高鐵在我國得到了飛速發(fā)展。2017年6月，以“復(fù)興號(hào)”命名的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組成功研制生產(chǎn)并上線運(yùn)營，標(biāo)志著我國鐵路技術(shù)裝備達(dá)到了領(lǐng)跑世界的先進(jìn)水平。2022年復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車組實(shí)現(xiàn)時(shí)速350公里自動(dòng)駕駛。3.4實(shí)例：制作高鐵名片盡管我國高鐵起步較晚，但經(jīng)過幾代鐵路人接續(xù)奮斗，實(shí)現(xiàn)了從無到有、從追趕到并跑、再到領(lǐng)跑的歷史性變化，成功建設(shè)了世界上規(guī)模最大、現(xiàn)代化水平最高的高速鐵路網(wǎng)。放眼整個(gè)大地，我國高鐵跨越大江大河，穿越崇山峻嶺，通達(dá)四面八方，從林海雪原到江南水鄉(xiāng)，從大漠戈壁到東海之濱，改寫著整個(gè)我國社會(huì)的時(shí)空格局，也提供著助力世界發(fā)展的中國智慧。3.4實(shí)例：制作高鐵名片本實(shí)例要求用戶輸入的型號(hào)、外號(hào)、動(dòng)力來源、運(yùn)營速度、投用時(shí)間這些基本信息，每個(gè)信息之間用“|”進(jìn)行分隔，套用統(tǒng)一格式的模板制作成一張高鐵名片。高鐵名片模板的格式如下：3.4實(shí)例：制作高鐵名片本實(shí)例的實(shí)現(xiàn)思路分成以下兩步：（1）通過input()函數(shù)獲取復(fù)興號(hào)電力動(dòng)車組的基本信息，并使用變量保存基本信息；（2）通過f-string將占位符標(biāo)注到指定的位置。字符串運(yùn)算符3.53.5字符串運(yùn)算符Python中有些運(yùn)算符適用于字符串，以便對(duì)字符串執(zhí)行一些簡單的操作。運(yùn)算符功能說明+連接運(yùn)算符兩側(cè)的字符串，返回一個(gè)連接后的新字符串*復(fù)制指定次數(shù)的字符串，返回一個(gè)復(fù)制后的新字符串>，<，==，!=，>=，<=按照ASCII值的大小比較字符串里面的字符in，notin檢測字符串中是否存在或不存在某個(gè)子串3.5字符串運(yùn)算符下面是字符串操作符的部分示例，具體如下：result_one='寶劍鋒從磨礪出'+'，'+'梅花香自苦寒來’print(result_one)result_two='加油!'*3print(result_two)result_thr='Python'>='python'print(result_thr)result_fou='梅花'in'梅花香自苦寒來’print(result_fou)寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來加油!加油!加油!FalseTrue運(yùn)行結(jié)果如下:3.5字符串運(yùn)算符值得一提的是，雖然通過“+”運(yùn)算符可以連接多個(gè)字符串，但是效率非常低，這是因?yàn)镻ython中字符串屬于不可變類型，在不斷連接字符串的時(shí)候會(huì)生成新字符串，每生成一個(gè)新字符串就需要申請一次內(nèi)存空間，內(nèi)存操作過于頻繁。因此Python不建議使用“+”運(yùn)算符連接字符串，后續(xù)3.7節(jié)會(huì)講到一些其他的字符串連接方法。字符串處理函數(shù)3.63.6字符串處理函數(shù)Python針對(duì)字符串提供了一些內(nèi)置函數(shù)，使用這些內(nèi)置函數(shù)可以便捷地對(duì)字符串進(jìn)行處理。函數(shù)功能說明len()返回字符串的長度，或返回其他組合數(shù)據(jù)類型的元素個(gè)數(shù)ord()返回單字符對(duì)應(yīng)的ASCII值3.6字符串處理函數(shù)words_one="敏而好學(xué)，不恥下問"word_length=len(words_one)print(word_length)words_two="人生苦短，我用Python"word_length=len(words_two)#計(jì)算字符串的長度print(word_length)word='a'print(ord(word))#返回單字符的ASCII值使用函數(shù)處理字符串的示例代碼如下：字符串處理方法3.73.7.1字符串大小寫轉(zhuǎn)換的方法函數(shù)功能說明upper()將字符串中的字母全部轉(zhuǎn)換為大寫字母，返回轉(zhuǎn)換后的新字符串lower()將字符串中的字母全部轉(zhuǎn)換為小寫字母，返回轉(zhuǎn)換后的新字符串capitalize()將字符串中的首字母轉(zhuǎn)換為大寫形式，其余字母轉(zhuǎn)換為小寫形式，返回轉(zhuǎn)換后的新字符串title()將字符串中每個(gè)單詞的首字母轉(zhuǎn)換為大寫形式，其余字母轉(zhuǎn)換為小寫形式，返回轉(zhuǎn)換后的新字符串在一些特定情況下會(huì)對(duì)英文單詞的大小寫形式有著特殊的要求。例如，專有名詞的簡稱必須是全字母大寫，如CBA、CCTV等。Python提供了一些用于大小寫轉(zhuǎn)換的方法，具體如下：

3.7.1字符串大小寫轉(zhuǎn)換的方法字符串的大小寫轉(zhuǎn)換方法的使用示例：string='interestIStheBESTteacher'upper_str=string.upper()#所有字母轉(zhuǎn)換為大寫字母lower_str=string.lower()#所有字母轉(zhuǎn)換為小寫字母cap_str=string.capitalize()#首字母轉(zhuǎn)換為大寫字母#每個(gè)單詞的首字母轉(zhuǎn)換為大寫字母，其余字母轉(zhuǎn)換成小寫字母title_str=string.title()print(f'全部轉(zhuǎn)換為大寫字母：{upper_str}')print(f'全部轉(zhuǎn)換為小寫字母：{lower_str}')print(f'首字母轉(zhuǎn)換為大寫字母：{cap_str}')print(f'單詞首字母轉(zhuǎn)換為大寫字母：{title_str}')3.7.2查找與替換字符串的方法1.

find()方法find()方法用于查找字符串中是否包含子串，既可以在整個(gè)字符串中查找，也可以在指定范圍內(nèi)查找。若找到子串則返回子串首次出現(xiàn)的索引，否則返回-1。find(sub,start=None,end=None)words='與其臨淵羨魚，不如退而結(jié)網(wǎng)。'result_one=words.find('魚’)print(result_one)result_two=words.find('魚',6)print(result_two)示例代碼：3.7.2查找與替換字符串的方法2.

replace()方法replace()方法用于將當(dāng)前字符串中的指定子串替換成新的子串，可以指定替代次數(shù)，并返回替換后的新字符串。replace(old,new,count=-1)string='AllthingsAredifficultbeforetheyAreeasy.'new_string=string.replace('Are','are')#不指定替換次數(shù)print(new_string)new_string=string.replace('Are','are',1)#指定替換次數(shù)print(new_string)示例代碼：3.7.3分割與拼接字符串的方法split()方法用于根據(jù)指定分隔符對(duì)字符串進(jìn)行分割，分割后返回一個(gè)列表，該列表中保存了多個(gè)字符串。split(sep=None,maxsplit=-1)參數(shù)sep表示分隔符，默認(rèn)值為空格，也可被設(shè)置為其他字符，例如空格、換行（\n）、制表符（\t）等；參數(shù)maxsplit表示分割的次數(shù)，默認(rèn)值是-1，代表不限制分割次數(shù)。1.

split()方法3.7.3分割與拼接字符串的方法分割字符串的示例如下：string='AllthingsAredifficultbeforetheyAreeasy.'new_str=string.split()#根據(jù)空格分割字符串print(new_str)new_str=string.split(sep='A')#根據(jù)字符'A'分割字符串print(new_str)#根據(jù)字符'A'分割字符串，分割兩次new_