# Python 字符串操作 ## 学习目标 - 掌握字符串的索引、切片和常用方法 - 理解字符串的不可变性 - 熟练使用 f-string 和 format 进行格式化输出 - 学会字符串的编码与解码 --- ## 一、字符串基础回顾 ```python # 字符串定义 s1 = '单引号字符串' s2 = "双引号字符串" s3 = '''多行 字符串''' s4 = """也支持 双引号多行""" # 字符串是不可变类型 s = "hello" # s[0] = "H" # TypeError: 'str' object does not support item assignment ``` --- ## 二、字符串索引与切片 ```python text = "Python3" # 索引（从 0 开始，支持负数） print(text[0]) # P print(text[-1]) # 3（最后一个字符） print(text[-2]) # n（倒数第二个） # 切片 [start:end:step] print(text[0:6]) # Python print(text[:6]) # Python（从头开始） print(text[6:]) # 3（到末尾） print(text[:]) # Python3（完整复制） print(text[::2]) # Pto3（每隔一个） print(text[::-1]) # 3nohtyP（反转） # 负数步长 print(text[6:0:-1]) # 3nohty（从 6 倒到 1） print(text[-3:]) # on3（最后三个字符） ``` --- ## 三、字符串常用方法 ### 3.1 大小写转换 ```python s = "Hello Python" print(s.upper()) # HELLO PYTHON print(s.lower()) # hello python print(s.capitalize()) # Hello python（首字母大写） print(s.title()) # Hello Python（每个单词首字母大写） print(s.swapcase()) # hELLO pYTHON（大小写互换） ``` ### 3.2 查找与替换 ```python text = "Python is great, Python is easy" print(text.find("Python")) # 0（首次出现位置，-1 表示未找到） print(text.rfind("Python")) # 18（最后一次出现位置） print(text.index("great")) # 10（类似 find，找不到会抛异常） print(text.count("Python")) # 2（出现次数） print(text.replace("Python", "Java")) # Java is great, Java is easy print(text.replace("Python", "Java", 1)) # Java is great, Python is easy（只替换1次） ``` ### 3.3 判断类方法 ```python print("abc".isalpha()) # True（全是字母） print("123".isdigit()) # True（全是数字） print("abc123".isalnum()) # True（字母或数字） print(" ".isspace()) # True（全是空白） print("Hello".istitle()) # True（标题格式） print("ABC".isupper()) # True（全大写） print("abc".islower()) # True（全小写） print("123".isdecimal()) # True（十进制数字） print("Ⅷ".isnumeric()) # True（包括罗马数字等） # 开头结尾判断 print("hello.py".startswith("h")) # True print("hello.py".endswith(".py")) # True ``` ### 3.4 修剪与填充 ```python s = " hello world " print(s.strip()) # "hello world"（去两端空白） print(s.lstrip()) # "hello world "（去左端） print(s.rstrip()) # " hello world"（去右端） # 指定字符修剪 print("---hello---".strip("-")) # hello # 填充 print("42".zfill(5)) # 00042（左侧补零） print("hi".center(10)) # " hi "（居中） print("hi".center(10, "-")) # "----hi----" print("hi".ljust(10)) # "hi "（左对齐） print("hi".rjust(10)) # " hi"（右对齐） ``` ### 3.5 分割与拼接 ```python # split() 分割 text = "apple,banana,cherry" print(text.split(",")) # ['apple', 'banana', 'cherry'] print(text.split(",", 1)) # ['apple', 'banana,cherry']（只分割1次） # rsplit() 从右边分割 text = "a,b,c,d" print(text.rsplit(",", 1)) # ['a,b,c', 'd'] # splitlines() 按行分割 lines = "line1\nline2\r\nline3" print(lines.splitlines()) # ['line1', 'line2', 'line3'] # join() 拼接 fruits = ["apple", "banana", "cherry"] print(", ".join(fruits)) # apple, banana, cherry print("-".join("Python")) # P-y-t-h-o-n ``` --- ## 四、字符串格式化 ### 4.1 f-string（推荐，Python 3.6+） ```python name = "Alice" age = 25 pi = 3.14159 # 基本用法 print(f"姓名: {name}, 年龄: {age}") # 表达式 print(f"明年 {age + 1} 岁") print(f"圆周率: {pi:.2f}") # 3.14（保留两位小数） print(f"百分比: {0.85:.1%}") # 85.0% # 对齐与填充 print(f"{name:>10}") # " Alice"（右对齐） print(f"{name:<10}") # "Alice "（左对齐） print(f"{name:^10}") # " Alice "（居中） print(f"{name:*^10}") # "**Alice***"（居中，*填充） # 数字格式化 num = 1234 print(f"{num:08d}") # 00001234（补零） print(f"{num:,}") # 1,234（千分位） print(f"{num:b}") # 10011010010（二进制） print(f"{num:x}") # 4d2（十六进制） print(f"{num:e}") # 1.234000e+03（科学计数法） ``` ### 4.2 format() 方法 ```python # 位置参数 print("{} 和 {}".format("苹果", "香蕉")) # 苹果 和 香蕉 print("{1} 和 {0}".format("苹果", "香蕉")) # 香蕉 和 苹果 # 关键字参数 print("姓名: {name}, 年龄: {age}".format(name="Bob", age=30)) # 字典解包 info = {"name": "Charlie", "age": 35} print("姓名: {name}, 年龄: {age}".format(**info)) ``` ### 4.3 % 格式化（旧式，了解即可） ```python name = "Alice" age = 25 print("姓名: %s, 年龄: %d" % (name, age)) print("圆周率: %.2f" % 3.14159) ``` --- ## 五、字符串编码与解码 ```python # 编码：str → bytes s = "你好，Python" utf8_bytes = s.encode("utf-8") gbk_bytes = s.encode("gbk") print(utf8_bytes) # b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd\xef\xbc\x8cPython' print(gbk_bytes) # b'\xc4\xe3\xba\xc3\xef\xbc\x8cPython' # 解码：bytes → str s1 = utf8_bytes.decode("utf-8") s2 = gbk_bytes.decode("gbk") print(s1) # 你好，Python print(s2) # 你好，Python # 处理编码错误 try: bad = b"\xff\xfe".decode("utf-8") except UnicodeDecodeError: print("解码失败") # 使用 errors 参数处理 bad_safe = b"\xff\xfe".decode("utf-8", errors="replace") print(bad_safe) # ��（用替换字符显示） ``` --- ## 六、综合示例 ```python """ 文本处理工具：格式化报表 """ data = [ {"name": "Alice", "age": 25, "score": 92.5}, {"name": "Bob", "age": 30, "score": 85.0}, {"name": "Charlie", "age": 22, "score": 78.5}, ] # 打印表头 print("=" * 40) print(f"{'姓名':^10} | {'年龄':^6} | {'成绩':^8}") print("-" * 40) # 打印数据 for item in data: print(f"{item['name']:^10} | {item['age']:^6} | {item['score']:^8.1f}") print("=" * 40) # 处理用户输入 text = input("\n请输入一段文字: ") print(f"\n文字统计:") print(f" 总字符数: {len(text)}") print(f" 字母数: {sum(c.isalpha() for c in text)}") print(f" 数字数: {sum(c.isdigit() for c in text)}") print(f" 空格数: {sum(c.isspace() for c in text)}") print(f" 单词数: {len(text.split())}") print(f" 反转: {text[::-1]}") ``` --- ## 小结 - 字符串是不可变对象，修改会创建新字符串 - 切片 `[start:end:step]` 功能强大，支持负数索引和步长 - 常用方法：`find()`、`replace()`、`split()`、`join()`、`strip()` - **f-string** 是最推荐的格式化方式，简洁高效 - 字符串编码使用 `.encode()`，解码使用 `.decode()` --- ## 练习 1. 输入一个字符串，判断它是否为回文字符串（正读反读相同）。 2. 将字符串 `"hello world python"` 中每个单词的首字母大写。 3. 输入一个文件名，提取文件名和扩展名（如 `data.txt` → `data`, `txt`）。 4. 格式化输出一个九九乘法表，要求对齐美观。 5. 将一段英文文本中所有单词按字母顺序排序后输出。