Python 程序设计 - 11. 字符串-编程之家

Python 程序设计 - 11. 字符串

1. 引言

在 Python 中，字符串（str）是一种非常常用的数据类型，它是由一系列字符组成的不可变序列。字符串可以包含字母、数字、符号以及空格，并且它支持多种操作，如切片、拼接、查找、替换等。掌握字符串的基本操作是 Python 编程的基础之一，几乎所有的应用程序都需要处理字符串。

2. 字符串基本概念

Python 中的字符串是通过一对单引号（'）或双引号（"）来表示的。Python 也支持多行字符串，可以用三重引号（''' 或 """）来表示。

定义字符串的方式：

string1 = "Hello, World!"
string2 = 'Python Programming'
string3 = '''This is a 
multi-line string.'''

string1 和 string2 都是普通的单行字符串。
string3 是一个多行字符串，换行符会被保留。

3. 字符串的常用操作

3.1 字符串拼接

可以通过 + 运算符将多个字符串连接在一起：

greeting = "Hello"
name = "Alice"
message = greeting + ", " + name + "!"
print(message)  # 输出: Hello, Alice!

3.2 字符串重复

可以使用 * 运算符将字符串重复多次：

word = "Python "
repeated_word = word * 3
print(repeated_word)  # 输出: Python Python Python

3.3 字符串长度

使用 len() 函数可以获取字符串的长度（即字符的个数）：

text = "Hello"
print(len(text))  # 输出: 5

3.4 字符串切片

切片操作可以获取字符串的一部分。切片语法如下：

string[start:end:step]

start：切片的起始索引（包含）。
end：切片的结束索引（不包含）。
step：步长（默认是 1）。

text = "Python Programming"
print(text[0:6])  # 输出: Python
print(text[7:])   # 输出: Programming
print(text[:6])   # 输出: Python
print(text[::2])  # 输出: Pto rgamn

3.5 字符串查找

find()：返回子字符串第一次出现的位置，如果找不到，返回 -1。

text = "Hello, Python!"
position = text.find("Python")
print(position)  # 输出: 7

in：检查一个子字符串是否存在于另一个字符串中，返回布尔值。

text = "Hello, Python!"
print("Python" in text)  # 输出: True
print("Java" in text)    # 输出: False

3.6 字符串替换

replace() 方法可以将字符串中的某个子字符串替换为另一个子字符串：

text = "Hello, Python!"
new_text = text.replace("Python", "World")
print(new_text)  # 输出: Hello, World!

3.7 字符串分割

split() 方法将字符串按照指定的分隔符拆分成多个子字符串，返回一个列表：

text = "Python is awesome"
words = text.split(" ")
print(words)  # 输出: ['Python', 'is', 'awesome']

3.8 字符串大小写转换

lower()：将字符串转换为小写。
upper()：将字符串转换为大写。
capitalize()：将字符串的第一个字符转换为大写，其他字符为小写。

text = "hello, Python!"
print(text.lower())       # 输出: hello, python!
print(text.upper())       # 输出: HELLO, PYTHON!
print(text.capitalize())  # 输出: Hello, python!

4. 字符串格式化

4.1 使用 `%` 进行格式化

% 是一种较老的格式化方式，可以在字符串中插入变量。

name = "Alice"
age = 25
message = "My name is %s, and I am %d years old." % (name, age)
print(message)  # 输出: My name is Alice, and I am 25 years old.

4.2 使用 `str.format()` 进行格式化

str.format() 是 Python 3 中推荐的格式化方式，它支持更灵活的格式化方法。

name = "Alice"
age = 25
message = "My name is {}, and I am {} years old.".format(name, age)
print(message)  # 输出: My name is Alice, and I am 25 years old.

4.3 使用 f-string 进行格式化

Python 3.6 及以上版本可以使用 f-string，这是目前最简洁、最快速的格式化方式。

name = "Alice"
age = 25
message = f"My name is {name}, and I am {age} years old."
print(message)  # 输出: My name is Alice, and I am 25 years old.

5. 常见字符串方法总结

方法	描述
`len(string)`	返回字符串的长度
`string.lower()`	将字符串转换为小写
`string.upper()`	将字符串转换为大写
`string.capitalize()`	将字符串的第一个字符转换为大写，其他字符为小写
`string.find(sub)`	查找子字符串 `sub`，返回首次出现的位置，未找到返回 -1
`string.replace(old, new)`	将字符串中的 `old` 替换为 `new`
`string.split()`	按照空格或指定字符分割字符串，返回一个列表
`string.strip()`	去除字符串首尾的空白字符
`string.isdigit()`	判断字符串是否只包含数字字符，返回 `True` 或 `False`
`string.join(iterable)`	将 iterable 中的元素用当前字符串连接起来并返回新字符串

6. 练习题

练习 1：字符串拼接

first_name = "John"
last_name = "Doe"
full_name = first_name + " " + last_name
print(full_name)  # 输出: John Doe

练习 2：判断一个字符串是否包含某个子字符串

text = "Welcome to Python programming!"
if "Python" in text:
    print("找到了 Python")
else:
    print("没有找到 Python")

练习 3：将一个字符串转换为大写

text = "hello, world!"
print(text.upper())  # 输出: HELLO, WORLD!

练习 4：替换字符串中的某个字符

text = "I like apples"
new_text = text.replace("apples", "oranges")
print(new_text)  # 输出: I like oranges

练习 5：分割字符串并输出每个单词

sentence = "I love programming"
words = sentence.split()
for word in words:
    print(word)

7. 总结

字符串是 Python 中常用且强大的数据类型，掌握字符串的基本操作可以使得数据处理和文本处理更加高效。通过本章节的学习，你已经了解了字符串的定义、常用操作、格式化方法以及如何使用字符串进行实际编程任务。继续练习，将帮助你更加熟悉字符串的各种使用场景。

目录CONTENT

Python 程序设计 - 11. 字符串