《python培訓(xùn)課件》字符串

Python編程語言概述Python是一種功能強(qiáng)大且易于學(xué)習(xí)的高級(jí)編程語言。它廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)等領(lǐng)域,具有簡(jiǎn)潔優(yōu)雅的語法和豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫。讓我們一起探索Python的魅力所在。字符串的定義字符串是什么?字符串是由一個(gè)或多個(gè)字符組成的序列,可以包含字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等各種字符。它是編程語言中常用的一種數(shù)據(jù)類型。字符串的基本特點(diǎn)字符串是不可變的,一旦創(chuàng)建就無法修改其內(nèi)容。字符串是有序的,每個(gè)字符都有唯一的位置。字符串的用途字符串廣泛應(yīng)用于文本處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)通信等場(chǎng)景,是編程不可或缺的重要數(shù)據(jù)類型。字符串的特點(diǎn)不可變性字符串是不可變的數(shù)據(jù)類型,一旦創(chuàng)建就不能被修改。有序序列字符串是由有序排列的字符組成的序列,每個(gè)字符都有唯一的索引值。文本表示字符串可以用于表示各種文本信息,如文章、網(wǎng)頁、代碼等。字符串的創(chuàng)建1字面值使用單引號(hào)、雙引號(hào)或三引號(hào)創(chuàng)建字符串字面值。2變量賦值將字符串值賦給變量。3字符串函數(shù)使用str()函數(shù)將其他類型轉(zhuǎn)換為字符串。在Python中,有多種方式可以創(chuàng)建字符串:使用字面值、將值賦給變量,或者利用str()函數(shù)將其他類型轉(zhuǎn)換為字符串。無論選擇哪種方式,字符串本質(zhì)上都是由Unicode字符組成的不可變序列。單引號(hào)、雙引號(hào)、三引號(hào)單引號(hào)用單引號(hào)括起來的字符串，被稱為單引號(hào)字符串。它可以包含字母、數(shù)字和特殊字符。雙引號(hào)用雙引號(hào)括起來的字符串，被稱為雙引號(hào)字符串。它的用法與單引號(hào)類似，但更常用于包含特殊字符。三引號(hào)用三個(gè)單引號(hào)或三個(gè)雙引號(hào)括起來的字符串，被稱為三引號(hào)字符串。它可以跨越多行，常用于長(zhǎng)字符串或文檔字符串。字符串索引1下標(biāo)從0開始Python中字符串的下標(biāo)從0開始計(jì)數(shù)2正向索引從左到右依次為0,1,2,3...3反向索引從右到左依次為-1,-2,-3,-4...字符串中的每個(gè)字符都有一個(gè)唯一的索引值來標(biāo)識(shí)它在字符串中的位置。這些索引值可用于訪問和操作字符串中的特定字符。字符串切片1索引訪問使用方括號(hào)可以訪問字符串中的單個(gè)字符，索引從0開始。2切片語法使用冒號(hào)可以切片字符串，獲取字符串的一部分。3靈活應(yīng)用切片可以設(shè)置開始和結(jié)束位置，也可以設(shè)置步長(zhǎng)。字符串常用方法一：upper()、lower()、split()upper()將字符串中的所有小寫字母轉(zhuǎn)換為大寫字母。這對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化文本輸入非常有用。lower()將字符串中的所有大寫字母轉(zhuǎn)換為小寫字母。這對(duì)于文本規(guī)范化和搜索非常有用。split()根據(jù)指定的分隔符將字符串拆分成列表。這對(duì)于將文本數(shù)據(jù)拆分成更小的部分非常有用。字符串常用方法二：strip()、replace()、join()strip()去除字符串兩端的空白字符,包括空格、換行符、制表符等。常用于清理用戶輸入的數(shù)據(jù)。replace()將字符串中指定的子串替換為新的子串?？捎糜诖笠?guī)模的文本替換操作,如敏感詞過濾。join()將序列中的元素以指定的字符連接生成一個(gè)新的字符串。常用于將列表或元組轉(zhuǎn)換為字符串。字符串格式化基礎(chǔ)格式化使用%s、%d、%f等占位符進(jìn)行字符串格式化，靈活搭配各種數(shù)據(jù)類型。格式化輸出通過控制占位符的寬度和對(duì)齊方式，實(shí)現(xiàn)更美觀的格式化輸出。format()方法使用format()方法進(jìn)行格式化，支持更靈活的數(shù)據(jù)對(duì)齊和格式化控制。f-string格式化1簡(jiǎn)單拼接直接在字符串中使用變量名稱2格式化表達(dá)式使用{變量名}的形式3數(shù)學(xué)運(yùn)算可在{}中進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算4函數(shù)調(diào)用可在{}中調(diào)用函數(shù)f-string是Python3.6中引入的一種新的字符串格式化方式。它相比傳統(tǒng)的字符串格式化方式更加簡(jiǎn)潔、靈活和可讀性強(qiáng)?？梢灾苯釉谧址惺褂米兞棵Q、表達(dá)式、函數(shù)調(diào)用等，極大地提高了字符串拼接的效率。字符串的比較和連接字符串比較使用比較運(yùn)算符(<、>、==、!=等)可以比較兩個(gè)字符串的大小和相等性。比較時(shí)會(huì)逐個(gè)字符進(jìn)行比較。字符串連接使用加號(hào)(+)可以將兩個(gè)或多個(gè)字符串連接起來。連接后會(huì)生成一個(gè)新的字符串。字符串的常見應(yīng)用場(chǎng)景一：密碼驗(yàn)證安全性利用字符串處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)密碼加密和驗(yàn)證,以確保賬戶信息的安全性。靈活性可以通過設(shè)置密碼長(zhǎng)度、復(fù)雜度等規(guī)則,靈活地控制密碼安全性要求。用戶體驗(yàn)密碼驗(yàn)證需要與用戶交互,需要考慮用戶體驗(yàn),如提示信息的友好性等。字符串的常見應(yīng)用場(chǎng)景二：敏感詞過濾敏感詞過濾在社交媒體或在線論壇上,及時(shí)識(shí)別和過濾掉敏感詞匯非常重要,避免發(fā)布不當(dāng)內(nèi)容。這需要開發(fā)復(fù)雜的算法和詞庫來檢測(cè)潛在的敏感信息。文本清洗除了敏感詞過濾,字符串操作還可用于對(duì)文本進(jìn)行其他清洗,如去除HTML標(biāo)簽、特殊字符等,確保數(shù)據(jù)的清潔和安全。profanity過濾在即時(shí)通信、游戲聊天等場(chǎng)景下,需要實(shí)時(shí)檢測(cè)并屏蔽含有臟話或粗俗語言的信息,保護(hù)用戶體驗(yàn)。字符串的常見應(yīng)用場(chǎng)景三：文本處理文本分析利用字符串方法對(duì)文本進(jìn)行分詞、詞頻統(tǒng)計(jì)、情感分析等,以獲取有價(jià)值的洞見。代碼操作在編程中，字符串是主要的數(shù)據(jù)類型之一,用于文件讀寫、正則匹配等場(chǎng)景。數(shù)據(jù)清洗利用字符串方法去除文本中的多余空格、特殊字符等,為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析做好準(zhǔn)備。網(wǎng)址解析1URL結(jié)構(gòu)分析網(wǎng)址包含協(xié)議、域名、路徑、查詢參數(shù)等部分,可以通過解析這些元素獲取有價(jià)值的信息。2域名識(shí)別域名通常反映網(wǎng)站的主題或?qū)傩?可以用于判斷網(wǎng)站的可信度和內(nèi)容性質(zhì)。3路徑解析網(wǎng)址的路徑部分可以顯示網(wǎng)頁的目錄結(jié)構(gòu),幫助分析網(wǎng)站的內(nèi)容組織方式。4參數(shù)提取查詢參數(shù)通常包含用戶輸入或系統(tǒng)生成的關(guān)鍵信息,對(duì)于數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)邏輯很有幫助。字符串的常見應(yīng)用場(chǎng)景五：數(shù)據(jù)清洗清洗原始數(shù)據(jù)利用字符串方法去除數(shù)據(jù)中的多余空格、特殊字符等,提高數(shù)據(jù)的可讀性和一致性。文本標(biāo)準(zhǔn)化將不同格式的文本數(shù)據(jù)統(tǒng)一成特定的格式,以便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理。校驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性利用字符串函數(shù)檢查數(shù)據(jù)是否符合特定的格式要求,如手機(jī)號(hào)碼、郵箱地址等。字符串的內(nèi)存占用字符串類型內(nèi)存占用單個(gè)字符通常占用28字節(jié)的內(nèi)存短字符串存儲(chǔ)在字符串池中，占用更少內(nèi)存長(zhǎng)字符串需要更多內(nèi)存來存儲(chǔ)字符數(shù)據(jù)字符串占用內(nèi)存的多少取決于字符串的長(zhǎng)度和類型。短字符串可以存儲(chǔ)在字符串池中，而長(zhǎng)字符串需要更多內(nèi)存。在使用字符串時(shí)，應(yīng)注意合理控制字符串長(zhǎng)度，以優(yōu)化內(nèi)存使用。字符串的編碼和解碼編碼將字符串轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的二進(jìn)制格式,以便存儲(chǔ)和傳輸。常見編碼包括ASCII、Unicode和UTF-8。解碼將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回人類可讀的字符串形式。編碼和解碼需要使用相同的編碼方式。編碼方式的選擇根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和字符集需求選擇合適的編碼方式,如ASCII適用于英文,而UTF-8支持全球所有語言。bytes對(duì)象和bytearray對(duì)象bytes對(duì)象bytes對(duì)象是不可變的字節(jié)序列,用于表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)。它們支持大多數(shù)字符串操作,但不可以修改單個(gè)字節(jié)。bytes對(duì)象在處理二進(jìn)制文件、網(wǎng)絡(luò)通信和編碼解碼時(shí)很有用。bytearray對(duì)象常見編碼方式：ASCII、Unicode、UTF-8ASCII編碼ASCII編碼是最早的一種字符編碼方式,只能表示128個(gè)字符,主要用于英文。它使用1個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符。Unicode編碼Unicode是一種通用的字符編碼標(biāo)準(zhǔn),可以表示世界上所有的文字和符號(hào)。Unicode使用2個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符。UTF-8編碼UTF-8是Unicode的一種編碼實(shí)現(xiàn),使用1-4個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符。它兼容ASCII編碼,并且可以表示世界上絕大部分的文字。編碼和解碼的應(yīng)用場(chǎng)景1文件讀寫處理讀寫文件時(shí)需要正確管理文件編碼，否則會(huì)出現(xiàn)亂碼問題。2網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸中需要編碼和解碼數(shù)據(jù)，以確保信息在傳輸過程中不會(huì)丟失或損壞。3數(shù)據(jù)庫操作存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)庫時(shí)需要正確編碼和解碼，確保數(shù)據(jù)的完整性和正確性。4國(guó)際化和本地化處理國(guó)際化和本地化時(shí)需要合理使用編碼和解碼技術(shù)，以支持多種語言。字符串和字節(jié)的轉(zhuǎn)換1字符串轉(zhuǎn)字節(jié)可以使用字符串的encode()方法將字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)對(duì)象。編碼格式可以指定為常見的UTF-8、ASCII或其他。2字節(jié)轉(zhuǎn)字符串可以使用字節(jié)對(duì)象的decode()方法將字節(jié)轉(zhuǎn)換為字符串。解碼格式需要與編碼格式相匹配。3適用場(chǎng)景字符串和字節(jié)的轉(zhuǎn)換常用于網(wǎng)絡(luò)通信、文件讀寫、數(shù)據(jù)庫交互等需要處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)的場(chǎng)景。字符串駐留機(jī)制內(nèi)存優(yōu)化通過字符串駐留機(jī)制，Python可以在內(nèi)存中重復(fù)使用相同內(nèi)容的字符串對(duì)象，從而節(jié)省內(nèi)存占用。效率提升字符串駐留可以加快字符串比較的速度，因?yàn)橹恍璞容^內(nèi)存地址而不是整個(gè)字符串內(nèi)容。程序安全字符串駐留機(jī)制可以防止意外修改字符串對(duì)象，提高程序的安全性和穩(wěn)定性。字符串的不可變性內(nèi)容固定字符串一經(jīng)創(chuàng)建,其內(nèi)容是不可變的,無法直接修改。任何對(duì)字符串的操作都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的字符串對(duì)象。提高效率字符串的不可變性使其在內(nèi)存中占用更小,并且可以被共享,提高了程序的運(yùn)行效率。增強(qiáng)安全性字符串的不可變性降低了意外修改數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn),增強(qiáng)了程序的安全性。字符串的內(nèi)存優(yōu)化1避免頻繁的字符串連接字符串連接操作需要分配新內(nèi)存空間,會(huì)增加內(nèi)存占用和計(jì)算開銷?？梢允褂昧斜砘蛏善鱽硖娲?利用字符串駐留機(jī)制Python會(huì)自動(dòng)對(duì)字面量字符串進(jìn)行駐留,以復(fù)用內(nèi)存。開發(fā)者也可以手動(dòng)控制駐留行為。3使用更緊湊的字符編碼選擇合適的字符編碼可以減少字符串在內(nèi)存中的占用空間,如使用UTF-8代替Unicode。4利用字符串切片優(yōu)化字符串切片操作不會(huì)分配新內(nèi)存,而是共享底層數(shù)據(jù),可以減少內(nèi)存開銷。字符串的性能優(yōu)化技巧使用適合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)根據(jù)字符串的大小和使用頻率，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提高性能。如對(duì)于小字符串應(yīng)使用內(nèi)置的字符串類型，對(duì)于大字符串可使用列表或生成器。減少字符串拼接操作盡量使用字符串格式化或f-string而不是字符串拼接，可以大幅提高性能。當(dāng)需要頻繁拼接字符串時(shí)，可以使用列表或生成器。合理利用內(nèi)存使用Python內(nèi)置的字符串駐留機(jī)制和垃圾回收機(jī)制來優(yōu)化內(nèi)存使用。對(duì)于不變的字符串，可以重復(fù)使用同一個(gè)對(duì)象以節(jié)省內(nèi)存。字符串相關(guān)的內(nèi)置函數(shù)和方法總結(jié)基礎(chǔ)字符串操作len()獲取字符串長(zhǎng)度，str()將其他類型轉(zhuǎn)換為字符串，chr()將整數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)Unicode字符。判斷和搜索isalpha()、isdigit()等判斷字符類型，in判斷子串是否存在，find()搜索子串位置。修改和替換upper()、lower()改變大小寫，split()、join