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Lesson 4 字符串基础

目录

1 字符串创建、修改、拼接

1.1 字符串的创建

字符串是 Python 中最常用的数据类型。我们可以使用引号( ' 或 " )来创建字符串。

创建字符串很简单，只要为变量分配一个值即可。例如：

Python
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2
var1 = 'Hello World!'
var2 = "CodeRaft"

1.2 Python 访问字符串中的值

Python 不支持单字符类型，单字符在 Python 中也是作为一个字符串使用。

Python 访问子字符串，可以使用方括号 [] 来截取字符串，字符串的截取的语法格式如下：

Text Only
1
变量[头下标:尾下标]

索引值以 0 为开始值，-1 为从末尾的开始位置。

参考示例1:

Python
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word = 'CodeRaft'
for i in range(len(word)):
    print(word[i])

输出为：

Text Only
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C
o
d
e
R
a
f
t

参考示例2:

Python
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3
word = 'CodeRaft'
for i in range(len(word) - 1, -1, -1):
    print(word[i])

输出为：

Text Only
1
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5
6
7
8
t
f
a
R
e
d
o
C

参考示例3:

Python
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var1 = 'Hello World!'
var2 = "CodeRaft"

print ("var1[0]: ", var1[0])
print ("var2[1:5]: ", var2[1:5])

以上实例执行结果：

Text Only
1
2
var1[0]:  H
var2[1:5]:  odeR

1.3 Python 字符串拼接

需要注意的是，在Python中是不可以直接对字符串索引元素进行赋值进行修改的，以下示例展示了直接修改系统会提示我们字符串的不可修改：

Python
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val = 'CodeRaft'
print(val)
val[0] = 'R'
print(val)

系统提示为：

Text Only
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3
    val[0] = 'R'
    ~~~^^^
TypeError: 'str' object does not support item assignment

你可以截取字符串的一部分并与其他字段拼接，如下实例：

Python
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3
var1 = 'Hello World!'

print ("已更新字符串 : ", var1[:6] + 'CodeRaft!')

以上实例执行结果：

Text Only
1
已更新字符串 :  Hello CodeRaft!

2 转义字符与字符串运算

2.1 转义字符

转义字符 描述 实例
\(在行尾时) 续行符 >>> print("line1 \ ... line2 \ ... line3") line1 line2 line3 >>>
\ 反斜杠符号 >>> print("\\") \
\' 单引号 >>> print('\'') '
\" 双引号 >>> print("\"") "
\t 横向制表符 >>> print("Hello \t World!") Hello World! >>>
\n 换行 >>> print("\n") >>>a

以下实例，我们使用了常用的转义字符来演示：

Python
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# 单引号
print('\'Hello, world!\'')  # 输出：'Hello, world!'

# 双引号
print("\"Hello, world!\"")  # 输出："Hello, world!"

# 换行
print("Hello\nWorld!")  # 输出：
                        # Hello
                        # World!

# 横向制表符
print("Hello\tWorld!")  # 输出：Hello    World!

# 反斜杠
print("\\")  # 输出：\

# 续行符
print("line1 \
... line2 \
... line3")  # 输出：line1 line2 line3

2.2 字符串运算符

下表实例变量 a 值为字符串 "Hello"，b 变量值为 "Python"：

操作符 描述 实例
+ 字符串连接 a + b 输出结果： HelloPython
* 重复输出字符串 a*2 输出结果：HelloHello
[] 通过索引获取字符串中字符 a[1] 输出结果 e
[ : ] 截取字符串中的一部分，遵循左闭右开原则，str[0:2] 是不包含第 3 个字符的。 a[1:4] 输出结果 ell
in 成员运算符 - 如果字符串中包含给定的字符返回 True 'H' in a 输出结果 True
not in 成员运算符 - 如果字符串中不包含给定的字符返回 True 'M' not in a 输出结果 True
r/R 原始字符串 - 所有的字符串都是直接按照字面的意思来使用，没有转义特殊或不能打印的字符。 原始字符串除在字符串的第一个引号前加上字母 r（可以大小写）以外，与普通字符串有着几乎完全相同的语法。 print( r'\n' ) print( R'\n' )
Python
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a = "Hello"
b = "Python"

print("a + b 输出结果：", a + b)
print("a * 2 输出结果：", a * 2)
print("a[1] 输出结果：", a[1])
print("a[1:4] 输出结果：", a[1:4])

if("H" in a) :
    print("H 在变量 a 中")
else :
    print("H 不在变量 a 中")

if("M" not in a) :
    print("M 不在变量 a 中")
else :
    print("M 在变量 a 中")

print (r'\n')
print (R'\n')

以上实例输出结果为：

Text Only
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a + b 输出结果： HelloPython
a * 2 输出结果： HelloHello
a[1] 输出结果： e
a[1:4] 输出结果： ell
H 在变量 a 中
M 不在变量 a 中
\n
\n

3 Python 字符串格式化

Python 支持格式化字符串的输出 。尽管这样可能会用到非常复杂的表达式，但最基本的用法是将一个值插入到一个有字符串格式符 %s 的字符串中。

在 Python 中，字符串格式化使用与 C 中 sprintf 函数一样的语法。

Python
1
print ("我叫 %s 今年 %d 岁!" % ('小明', 10))

以上实例输出结果：

Text Only
1
我叫 小明 今年 10 岁!

python常用的字符串格式化符号：

符 号 描述
%s 格式化字符串
%d 格式化整数
%f 格式化浮点数字，可指定小数点后的精度

4 Python三引号

python三引号允许一个字符串跨多行，字符串中可以包含换行符、制表符以及其他特殊字符。实例如下

Python
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para_str = """这是一个多行字符串的实例
多行字符串可以使用制表符
TAB (\t)。
也可以使用换行符 [\n]。
"""
print(para_str)

以上实例执行结果为：

Text Only
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5
这是一个多行字符串的实例
多行字符串可以使用制表符
TAB (    )。
也可以使用换行符 [ 
 ]。

三引号让程序员从引号和特殊字符串的泥潭里面解脱出来，自始至终保持一小块字符串的格式是所谓的WYSIWYG（所见即所得）格式的。

5 f-string

f-string 是 python3.6 之后版本添加的，称之为字面量格式化字符串，是新的格式化字符串的语法。

之前我们习惯用百分号 (%):

Text Only
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>>> name = 'CodeRaft'
>>> 'Hello %s' % name
'Hello CodeRaft'

f-string 格式化字符串以 f 开头，后面跟着字符串，字符串中的表达式用大括号 {} 包起来，它会将变量或表达式计算后的值替换进去，实例如下：

Text Only
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>>> name = 'CodeRaft'
>>> f'Hello {name}'  # 替换变量
'Hello CodeRaft'
>>> f'{1+2}'         # 使用表达式
'3'

>>> w = {'name': 'CodeRaft', 'url': 'www.coderaft.com'}
>>> f'{w["name"]}: {w["url"]}'
'CodeRaft: www.coderaft.com'

用了这种方式明显更简单了，不用再去判断使用 %s，还是 %d。

在 Python 3.8 的版本中可以使用 = 符号来拼接运算表达式与结果：

Text Only
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>>> x = 1
>>> print(f'{x+1}')   # Python 3.6
2

>>> x = 1
>>> print(f'{x+1=}')   # Python 3.8
x+1=2

6 字符串函数

下列字符串函数展示了在Python中我们可以对字符串进行的部分操作：

函数 作用 输入 示例 输出
split 分割字符串 s = "Hello World" s.split(" ") ['Hello', 'World']
join 合并字符串 s = ['Hello', 'World'] " # ".join(s) Hello#World
capitalize 只让首字母大写, 其他都小写 s = "py Hello World" s.capitalize() Py hello world
lower 所有字符小写 s = "Hello World" s.lower() hello world
upper 所有字符大写 s = "Hello World" s.upper() HELLO WORLD
replace 替换字符 s = "Hello World" s.replace("o", "m") Hellm Wmrld
count 计算字符串中某些字符的出现次数 s = "Hello World" s.count("o") 2
strip 去除字符串开始和末尾的空格 s = " Hello World " s.strip() Hello World

7 课后练习

7.1 选择题

题目 1: 字符串索引与切片

观察以下代码，输出结果是什么？

Python
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str = "Hello, World!"
slice = str[7:12]
print(slice)
A. Hello

B. World

C. World!

D. , Wor

答案: B. World

理由: 切片 str[7:12] 返回从索引 7 开始到索引 12 之前的子字符串，即 "World"。

题目 2: 字符串常用函数

观察以下代码，输出结果是什么？

Python
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str = " Python Programming "
length = len(str.strip())
lower = str.lower()
concatenated = lower + " is fun!"
print("Length:", length, ";", "Concatenated:", concatenated)

A. Length: 16; Concatenated: python programming is fun!

B. Length: 18; Concatenated: Python programming is fun!

C. Length: 17; Concatenated: python programming is fun!

D. Length: 18; Concatenated: python programming is fun!

答案: D. Length: 18; Concatenated: python programming is fun!

理由: strip() 去除前后空格，所以 length 是 18。lower() 将所有字符转为小写，字符串拼接得到 "python programming is fun!"。

题目 3: 字符串格式化

观察以下代码，输出结果是什么？

Python
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age = 25
name = "Alice"
formatted = "Name: {}, Age: {}".format(name, age)
print(formatted)

A. Name: Alice, Age: 25

B. Name: {}, Age: {}

C. Name: Alice, Age: 25

D. Name: Alice, Age: age

答案: A. Name: Alice, Age: 25

理由: format 方法用于格式化字符串，{} 被替换为 name 和 age 的值。

7.2 代码题

题目 1: 字符串索引与切片

编写一个 Python 程序，创建一个字符串 "Programming in Python"。使用切片提取并输出从索引 0 到索引 11 的子字符串。

示例代码:

Python
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str = "Programming in Python"
# 请在这里编写代码

答案：

Python
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str = "Programming in Python"
substring = str[:11]
print(substring)  # 输出 "Programming"

题目 2: 字符串常用函数

编写一个 Python 程序，创建一个字符串 " Python Programming "。去除字符串前后的空白字符，转换为大写，并拼接 " is fun!"。输出最终结果。

示例代码:

Python
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2
str = "   Python Programming   "
# 请在这里编写代码

答案：

Python
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5
str = "   Python Programming   "
trimmed = str.strip()
upper = trimmed.upper()
result = upper + " is fun!"
print(result)  # 输出 "PYTHON PROGRAMMING is fun!"

题目 3: 字符串格式化

编写一个 Python 程序，创建一个整数变量 score 赋值为 85，创建一个字符串变量 student 赋值为 "John"。使用 f-string 格式化字符串，输出 "Student John scored 85 points"。

示例代码:

Python
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3
score = 85
student = "John"
# 请在这里编写代码

答案：

Python
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4
score = 85
student = "John"
formatted = f"Student {student} scored {score} points"
print(formatted)  # 输出 "Student John scored 85 points"