Python 程序设计入门（005）—— 字符串操作

Python 程序设计入门（005）—— 字符串操作

Python 中的字符串是一种序列，序列是一块用于存放多个值的内存空间。Python 内置了以下几种序列结构：字符串、列表、字典、元组和集合。

Python 中的字符串由一个或多个单个字符组成。可以通过特定的函数实现对字符串的拼接、截取、格式化等操作。

一、字符串切片与连接

在 Python 中，可以对字符串进行遍历操作，也可以使用切片的方式截取字符串。在Python中，切片（slice）是对序列型对象（如：list，string，tuple）的一种高级索引方法。普通索引只取出序列中一个下标对应的元素，而切片可以取出序列中一个范围对应的元素，这里的范围不是狭义上的连续片段。

1、切片的索引方式

以 a = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] 为例，正索引和负索引如下表所示：

值	1	2	3	4	5	6	7	8	9
正索引	0	1	2	3	4	5	6	7	8
负索引	-9	-8	-7	-6	-5	-4	-3	-2	-1

2、切片操作的基本表达式

一个完整的切片包含三个参数（start_index，end_index，step）和两个冒号。当只有一个冒号时，默认第三个参数step=1；当一个冒号也没有时，start_index = end_index，表示切取 start_index 指定的那个元素。

切片操作的语法格式如下：

string[start_index: end_index: step]

说明：

（1）string：表示要截取的字符串。

（2）在中括号中以冒号分隔索引值。

（3）start_index：表示要截取的开始索引值。该参数可以省略，表示从第一个字符开始。

（4）end_index：表示要截取的结束索引值。该参数可以省略，表示截取到最后一个字符结束。

（5）step：表示切片步长，该参数可以省略，默认值为 1。

3、 切片操作举例

（1）切割单个字符

str1="www.hist.edu.cn"
print(str1[0]) # 单个字符，第0位就是第一个字符
print(str1[4]) # 第4位（第5个字符），注意从0作为第一个字符程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
w
h

（2）切割完整字符串

str1="www.hist.edu.cn"
print(str1[:])    # 单独一个冒号,代表从头取到尾,步长默认为1
print(str1[::])   # 单独两个冒号一样代表从头取到尾,步长默认为1
print(str1[::-1]) # 步长为-1,故应从右往左取，实现字符串的翻转程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
www.hist.edu.cn
www.hist.edu.cn
nc.ude.tsih.www

（3）当 start_index 和 end_index 全部为正数时

str1="www.hist.edu.cn"
print(str1[4:8])    # 默认步长为1,从左往右取出hist,注意前闭后开
print(str1[1:6:-1]) # 当取值的大小方向与步长的方向冲突时,返回值为空
print(str1[:3])     # 没有star_index代表从头开始取
print(str1[:8:-1])  # step为-1，从最后一个字符到第8个
print(str1[6::-1])  # step为-1，从第6个字符到第0个程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
histwww
nc.ude
sih.www

（4）当 start_index 和 end_index 全部为负数时

str1="0123456789"
print(str1[:-6])    # 从头开始取到从右往左数的第6个字符,默认步长为1（0123）
print(str1[-1:-6])  # 当取值的大小方向与步长的方向冲突时,返回值为空
print(str1[-1:-6:-1])  # 从右边第1个字符取到右边第5个字符（98765）
print(str1[-6:-1])  # step为-1，从最后一个字符到第6个（45678）
print(str1[:-6:-1])  # 从0取到-6,步长为-1（98765）
print(str1[-6::-1])  # 从-6取到开头,步长为-1（43210）程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
012398765
45678
98765
43210

（5）start_index 和 end_index 为正负混合时

str1="0123456789"
print(str1[1:-6])   # 从第1个字符开始取到从右往左数的第6个字符,默认步长为1（123）
print(str1[1:-6:-1])# 返回值为空
print(str1[-1:6])   # 返回值为空
print(str1[-1:6:-1])# 从右边第1个字符取到第6个字符,步长为-1（987）程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
123987

4、字符串连接

使用 + 可以实现字符串的连接操作。格式如下：

var = str1 + str2 + str3 + ...

说明：在进行字符串拼接时，所有参与拼接的常量和变量都必须是 string 类型。

例如：

str1 = "中国"
str2 = "河南"
str3 = "新乡"
a = 20
print(str1 + str2 + str3)
print(str1 + str2 + str(a))程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
中国河南新乡
中国河南20 

举例：

（1）取出身份证中的生日信息，程序如下：

str1="410755198701255210"
birth=str1[6:10]+"年"+str1[10:12]+"月"+str1[12:14]+"日"
print(birth)程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
1987年01月25日

（2）截取电话号码中的数字进行运算，程序如下：

num="13803732541"
num1=int(num[-2:])  # num1="41"
num2=int(num[:2])   # num2="13"
num2+=num1          # num2=54
num1+=num2          # num1=95
num2//=3            # num2=18
num1%=num2          # num1=5
print(num1)程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
5

二、字符串替换：replace() 方法

replace() 方法用于将字符串中的一部分字符替换为指定的新字符。如果不指定新字符，则删除字符。replace() 方法的语法格式如下：

str.replace(old[,new[,count]])

说明：

（1）old：表示要被替换的字字符串。

（2）new：表示用于替换 old 的新字符串。

（3）count（可选参数）：表示要替换的次数。该参数如果省略，则替换所有匹配字符，指定替换次数时从左向右依次进行。

例如：

str1="www.hist.edu.cn"
str2="13703735512"
str3="410825198710122551"
str4="What's your name?\nMy name is Ligang."
str5="/u01/app/grid_11/log/log_2023_04_22.xml"
print(str1.replace(".","@"))
print(str2.replace(str2[3:7],"****"))
print(str3.replace(str3[6:13],"********"))
print(str4.replace("name","NAME",1))
print(str5.replace("/","").replace("_","").replace(".",""))程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
www@hist@edu@cn
137****5512
410825********22551
What's your NAME?
My name is Ligang.
u01appgrid11loglog20230422xml

三、去除字符串首尾特殊字符：strip() 方法

Python 提供了三个方法：strip()、lstrip()、rstrip()，用于去除字符串首尾的空格及特殊字符。其中 strip() 方法用于去除字符串左右两端的特殊字符或空格，lstrip() 方法用于去除字符串左侧的特殊字符或空格，rstrip() 方法用于去除字符串右端的特殊字符与空格。

以上三个方法的参数相同，如果不指定参数，则默认去除空格、制表符（\t）、回车符（\r）与换行符（\n）。

方法 strip()、lstrip()、rstrip() 的语法格式如下：

str.strip(chars)
str.lstrip(chars)
str.rstrip(chars)

例如：

str1=" Xinxiang "
str2="*Henan%%"
print("Address:"+str1+"City")
print("Address:"+str1.lstrip()+"City")
print("Address:"+str1.rstrip()+"City")
print("Address:"+str1.strip()+"City")
print(str2.strip("%").strip("*"))程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
Address: Xinxiang City
Address:Xinxiang City
Address: XinxiangCity
Address:XinxiangCity
Henan

四、字符串大小写转换

Python 提供了用于字母大小写转换的方法，包括：upper()、lower()、capitalize() 与 title()。语法格式如下：

str.upper()      # 将所有字母转换为大写
str.lower()      # 将所有字母转换为小写
str.capitalize() # 将一段内容的首字母转换为大写
str.title()      # 将每个单词的首字母转换为大写

例如：

str1="I'm a teacher.You are a student."
print(str1.upper())
print(str1.lower())
print(str1.title())
print(str1.capitalize())程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
I'M A TEACHER.YOU ARE A STUDENT.
i'm a teacher.you are a student.
I'M A Teacher.You Are A Student.
I'm a teacher.you are a student.

五、字符串的检索

Python 提供了用于实现字符串检索的方法，通过这些方法可以实现字符串中字符的检索、统计等。

1、count() 方法

count() 方法用于查询一个字字符串出现的次数。语法格式如下：

str.count(sub[,begin[,end]]) 

说明：

（1）sub：表示要检索的子字符串。

（2）begin 和 end：表示检索范围的起始位置和结束位置的索引值。可以省略，如果不指定则起始位置为字符串的最左侧，结束位置则是字符串的结尾处。

（3）检索时区分大小写。

例如：

str1="www.hist.edu.cn"
print(str1.count("."))      # 3次
print(str1.count("。"))     # 0次，不存在
print(str1.count(".",8))    # 2次
print(str1.count(".",9))    # 1次
print(str1.count("w",0,2))  # 2次(前开后闭)程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
3
0
2
1
2

2、find() 方法

find() 方法用于查询一个字字符串出现的索引位置，如果没有检索到，返回 -1。语法格式如下：

str.find(sub[,begin[,end]]) 

说明：sub、begin、end 三个参数与 count() 方法对应的参数作用相同。

例如：

str1="www.hist.edu.cn"
print(str1.find("."))      # 位置为：3
print(str1.find("。"))     # 没找到，返回 -1
print(str1.find(".",8))    # 位置为：8
print(str1.find(".",9))    # 位置为：12
print(str1.find("w",0,2))  # 位置为：0程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
3
-1
8
12
0

可以使用 rfind() 方法实现从右向左检索。例如：

str1="www.hist.edu.cn"
print(str1.rfind("."))      # 位置为：12
print(str1.rfind("。"))     # 没找到，返回 -1
print(str1.rfind(".",8))    # 位置为：12
print(str1.rfind(".",9))    # 位置为：12
print(str1.rfind("w",0,2))  # 位置为：1程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
12
-1
12
12
1

3、index() 方法

index() 方法用于查询一个字字符串首次出现的索引位置，如果没有检索到则抛出异常 ValueError。语法格式如下：

str.index(sub[,begin[,end]]) 

说明：sub、begin、end 三个参数与 find() 方法对应的参数作用相同。

例如：

str1="www.hist.edu.cn"
print(str1.index("."))      # 位置为：3
print(str1.index(".",8))    # 位置为：8
print(str1.index(".",9))    # 位置为：12
print(str1.index("w",0,2))  # 位置为：0
print(str1.index("。"))     # 没找到，抛出异常程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
3
8
12
0
Traceback (most recent call last):File "C:\Python\Python38\First.py", line 6, in <module>print(str1.index("。"))     # 没找到，抛出异常
ValueError: substring not found

4、len() 函数

len() 函数用于计算字符串的长度或列表、元组中元素的个数。len() 函数的语法格式如下：

len(s)
说明：s表示对象，可以是字符串、列表、元组、字典等。

例如：

print(len("abc"))           # 3
print(len("河南新乡"))      # 4
print(len("中国China"))     # 7
print(len("My123"))         # 5
print(len(""))              # 0程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
3
4
7
5
0

六、分割字符串：split() 方法

用 split() 方法分割字符串，得到一个字符串列表。split() 方法的语法格式如下：

str.split(sep[, maxsplit])

说明：

（1）sep：指定分隔符。

（2）maxsplit：指定要分割的次数。该参数可以省略，如果省略该参数，则分割所有匹配字符。

例如：

str1="王刚,男,20,河南省新乡市,13737351268"
str2="a b   c d"
str3="张三\n李四\n王五\n赵六"
str4="Tom\rKate\rJack\rRose"
print(str2.split())  # 如果省略s，则按默认值（空格，换行符，制表符）分割
print(str3.split())
print(str4.split())
print(str1.split(","))
print(str1.split(",",2))  # 只分割前两项，第二个逗号后面的内容作为第三项
print(str1.split(",",3))程序运行结果如下：
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
===================== RESTART: C:\Python\Python38\First.py =====================
['a', 'b', 'c', 'd']
['张三', '李四', '王五', '赵六']
['Tom', 'Kate', 'Jack', 'Rose']
['王刚', '男', '20', '河南省新乡市', '13737351268']
['王刚', '男', '20,河南省新乡市,13737351268']
['王刚', '男', '20', '河南省新乡市,13737351268']