精通 Python 字符串：创建、格式化与操作

Python 字符串

本教程将教你在 Python 中创建、格式化、修改和删除字符串，并介绍各种字符串操作与函数。

视频：Python 字符串

Python 中的字符串是什么？

字符串是字符序列。

字符就是符号。例如英语有 26 个字符。

计算机不处理字符，而是处理数字（二进制）。即使屏幕上显示字符，内部也是以 0 和 1 的组合存储和操作。

字符到数字的转换叫编码，逆过程叫解码。ASCII 和 Unicode 是常用编码。

Python 中字符串是 Unicode 字符序列。Unicode 旨在涵盖所有语言字符，统一编码。可从 Python Unicode 了解更多。

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如何在 Python 中创建字符串？

字符串可用单引号、双引号或三引号括起字符创建。三引号通常用于多行字符串和文档字符串。

# 在 Python 中定义字符串
# 以下均等价
my_string = 'Hello'
print(my_string)
my_string = "Hello"
print(my_string)
my_string = '''Hello'''
print(my_string)
# 三引号字符串可跨多行
my_string = """Hello, welcome to the world of Python"""
print(my_string)

运行程序输出：

Hello Hello Hello Hello, welcome to the world of Python

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如何访问字符串字符？

可用索引访问单个字符，用切片访问字符范围。索引从 0 开始。越界访问引发 IndexError。索引必须为整数，不能用浮点数等，否则引发 TypeError。

Python 支持序列的负索引。-1 指最后一项，-2 指倒数第二项，以此类推。可用切片操作符 : 访问范围。

# Python 中访问字符串字符
str = 'programiz'
print('str = ', str)
# 首字符
print('str[0] = ', str[0])
# 末字符
print('str[-1] = ', str[-1])
# 切片第 2 到第 5 字符
print('str[1:5] = ', str[1:5])
# 切片第 6 到倒数第 2 字符
print('str[5:-2] = ', str[5:-2])

运行输出：

str = programiz str[0] = p str[-1] = z str[1:5] = rogr str[5:-2] = am

若访问越界索引或用非整数，会报错：

# 索引必须在范围内
>>> my_string[15]
... IndexError: string index out of range
# 索引必须为整数
>>> my_string[1.5]
... TypeError: string indices must be integers

切片可视为索引位于元素之间，如下图所示。访问范围需用切片索引。

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如何修改或删除字符串？

字符串不可变。一旦赋值，元素不能更改。只能将不同字符串重新赋值给同名变量。

>>> my_string = 'programiz'
>>> my_string[5] = 'a'
... TypeError: 'str' object does not support item assignment
>>> my_string = 'Python'
>>> my_string
'Python'

无法删除字符串中的字符。但可用 del 关键字删除整个字符串。

>>> del my_string[1]
... TypeError: 'str' object doesn't support item deletion
>>> del my_string
>>> my_string
... NameError: name 'my_string' is not defined

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Python 字符串操作

字符串有许多操作，使其成为 Python 中最常用的数据类型之一。

了解更多 Python 数据类型请访问：Python Data Types

两个或多字符串的连接

将两个或多个字符串合并为一个称为连接。Python 用 + 操作符实现。直接写两个字符串字面量也会连接。

* 操作符可重复字符串指定次数。

# Python 字符串操作
str1 = 'Hello'
str2 ='World!'
# 使用 +
print('str1 + str2 = ', str1 + str2)
# 使用 *
print('str1 * 3 =', str1 * 3)

运行输出：

str1 + str2 = HelloWorld! str1 * 3 = HelloHelloHello

直接写两个字符串字面量也会像 + 操作符一样连接。

若要在不同行连接字符串，可用括号：

>>> # 两个字符串字面量连接
>>> 'Hello ''World!'
'Hello World!'
>>> # 使用括号
>>> s = ('Hello '
... 'World')
>>> s
'Hello World'

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遍历字符串

可用 for 循环遍历字符串。示例：统计字符串中 'l' 的数量。

# 遍历字符串
count = 0
for letter in 'Hello World':
    if(letter == 'l'):
        count += 1
print(count,'letters found')

运行输出：

3 letters found

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字符串成员测试

可用关键字 in 测试子串是否存在于字符串中。

>>> 'a' in 'program'
True
>>> 'at' not in 'battle'
False

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用于处理字符串的内置函数

许多用于序列的内置函数也适用于字符串。常用有 enumerate() 和 len()。enumerate() 返回枚举对象，包含字符串中所有项的索引和值对，便于迭代。len() 返回字符串长度（字符数）。

str = 'cold'
# enumerate()
list_enumerate = list(enumerate(str))
print('list(enumerate(str) = ', list_enumerate)
# 字符计数
print('len(str) = ', len(str))

运行输出：

list(enumerate(str) = [(0, 'c'), (1, 'o'), (2, 'l'), (3, 'd')] len(str) = 4

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Python 字符串格式化

转义序列

若要打印如 He said, "What's there?" 这样的文本，单双引号都不行，会因文本本身含单双引号导致 SyntaxError。

>>> print("He said, "What's there?"")
... SyntaxError: invalid syntax
>>> print('He said, "What's there?"')
... SyntaxError: invalid syntax

解决方法之一是用三引号。另一方法是用转义序列。转义序列以反斜杠开头，被不同解释。若用单引号表示字符串，字符串内所有单引号必须转义。双引号同理。示例：

# 使用三引号
print('''He said, "What's there?"''')
# 转义单引号
print('He said, "What\'s there?"')
# 转义双引号
print("He said, \"What's there?\"")

运行输出：

He said, "What's there?" He said, "What's there?" He said, "What's there?"

Python 支持的所有转义序列列表：

转义序列	描述
\newline	反斜杠和换行被忽略
\\	反斜杠
\'	单引号
\"	双引号
\a	ASCII 响铃
\b	ASCII 退格
\f	ASCII 换页
\n	ASCII 换行
\r	ASCII 回车
\t	ASCII 水平制表
\v	ASCII 垂直制表
\ooo	八进制值 ooo 的字符
\xHH	十六进制值 HH 的字符

示例：

>>> print("C:\\Python32\\Lib")
C:\Python32\Lib
>>> print("This is printed\nin two lines")
This is printed
in two lines
>>> print("This is \x48\x45\x58 representation")
This is HEX representation

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忽略转义序列的原始字符串

有时希望忽略字符串内的转义序列。在字符串前加 r 或 R 表示原始字符串，其中转义序列将被忽略。

>>> print("This is \x61 \ngood example")
This is a good example
>>> print(r"This is \x61 \ngood example")
This is \x61 \ngood example

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format() 方法格式化字符串

字符串对象的 format() 方法功能强大且通用。格式化字符串包含花括号 {} 作为占位符或替换字段，会被替换。

可用位置参数或关键字参数指定顺序。

# Python 字符串 format() 方法
# 默认（隐式）顺序
default_order = "{}, {} and {}".format('John','Bill','Sean')
print('\n--- Default Order ---')
print(default_order)
# 位置参数指定顺序
positional_order = "{1}, {0} and {2}".format('John','Bill','Sean')
print('\n--- Positional Order ---')
print(positional_order)
# 关键字参数指定顺序
keyword_order = "{s}, {b} and {j}".format(j='John',b='Bill',s='Sean')
print('\n--- Keyword Order ---')
print(keyword_order)

运行输出：

--- Default Order --- John, Bill and Sean --- Positional Order --- Bill, John and Sean --- Keyword Order --- Sean, Bill and John

format() 方法可有可选格式规范，用冒号与字段名分隔。例如可在给定空间内左对齐 <、右对齐 > 或居中 ^ 字符串。也可将整数格式化为二进制、十六进制等，浮点数可四舍五入或用指数格式显示。格式化选项极多，详见 format() 方法的所有字符串格式化。

>>> # 格式化整数
>>> "Binary representation of {0} is {0:b}".format(12)
'Binary representation of 12 is 1100'
>>> # 格式化浮点数
>>> "Exponent representation: {0:e}".format(1566.345)
'Exponent representation: 1.566345e+03'
>>> # 四舍五入
>>> "One third is: {0:.3f}".format(1/3)
'One third is: 0.333'
>>> # 字符串对齐
>>> "|{:<10}|{:^10}|{:>10}|".format('butter','bread','ham')
'|butter | bread | ham|'

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旧式格式化

甚至可像 C 语言的旧 sprintf() 风格格式化字符串。用 % 操作符实现。

>>> x = 12.3456789
>>> print('The value of x is %3.2f' %x)
The value of x is 12.35
>>> print('The value of x is %3.4f' %x)
The value of x is 12.3457

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常用 Python 字符串方法

字符串对象有大量方法。前述 format() 只是其中之一。常用方法有 lower()、upper()、join()、split()、find()、replace() 等。以下是 Python 中处理字符串的所有内置方法完整列表。

>>> "PrOgRaMiZ".lower()
'programiz'
>>> "PrOgRaMiZ".upper()
'PROGRAMIZ'
>>> "This will split all words into a list".split()
['This', 'will', 'split', 'all', 'words', 'into', 'a', 'list']
>>> ' '.join(['This', 'will', 'join', 'all', 'words', 'into', 'a', 'string'])
'This will join all words into a string'
>>> 'Happy New Year'.find('ew')
7
>>> 'Happy New Year'.replace('Happy','Brilliant')
'Brilliant New Year'