Python 数据类型详细篇：字符串

这节课我们来学习下 Python 基本数据类型中的字符串类型，字符串类型在实际的开发中是一个经常会用到的数据类型，比较重要。下面我们一起来看一下：

1. 简介

字符串类型的数据表示一段文本，使用单引号或者双引号创建：

• 单引号字符串 ‘hello’
• 双引号字符串 “world”

在 python 中使用字符串的例子如下：

>>> x = 'hello'
>>> x
'hello'
>>> y = "world"
>>> y
'world'

• 在第 1 行，创建了使用单引号字符串 hello，并将值赋给变量 x
• 在第 2 行，显示变量 x 的值为 ‘hello’
• 在第 3 行，创建了使用双引号字符串 world，并将值赋给变量 y
• 在第 4 行，显示变量 y 的值为 ‘world’

使用单引号或者双引号创建的字符串只能在一行，而使用三引号允许一个跨多行的字符串。

使用 3 个单引号创建的多行字符串示例如下：

s = '''line 1
line 2
line 3'''
print(s)

使用 3 个双引号创建的多行字符串示例如下：

s = """line 1
line 2
line 3"""
print(s)

以上程序的输出如下：

line 1
line 2
line 3

2. 常见运算操作

本节介绍对字符的最常见的几种运算操作，包括：

2.1 运算符 +

使用运算符 + 连接两个字符串，示例如下：

>>> 'Hello' + 'World'
>>> 'HelloWorld'
>>> 'Hello' + ' ' + 'World'
>>> 'Hello World'

• 在第 1 行，使用运算符 + 连接两个字符串
• 在第 3 行，使用运算符 + 连接多个字符串

2.2 运算符 *

使用运算符 * 重复输出字符串，示例如下：

>>> 'hello' * 2
'hellohello'
>>> 'hello' * 3
'hellohellohello'

• 在第 1 行，使用运算符 * 将字符串重复两次
• 在第 3 行，使用运算符 + 将字符串重复三次

2.3 函数 len

使用函数 len 获取字符串的长度，示例如下：

>>> len('abc')
3
>>> len('imooc')
5

2.4 索引 []

通过索引 [] 获取字符串中指定位置的字符，示例如下：

>>> s = 'imooc'
>>> s[0]
'i'
>>> s[1]
'm'
>>> s[2]
'o'
>>> s[3]
'o'
>>> s[4]
'c'

• 在 Python 中，单个字符也被当作字符串来处理，即该字符串只包含一个字符
• 在第 2 行，获取字符串 s 的第 0 个字符 ‘i’
• 在第 4 行，获取字符串 s 的第 1 个字符 ‘m’

2.5 索引 [:]

在 Python 中，使用语法 string[start:end]，获取字符串 string 中在 [start, end) 范围的子字符串。注意范围 [start, end) 包含 start，不包含 end。举例如下：

>>> s = 'imooc'
>>> s[1]
'm'
>>> s[2]
'o'
>>> s[3]
'o'
>>> s[1:4]
'moo'

• 在第 2 行，获取字符串 s 的第 1 个字符 ‘m’
• 在第 4 行，获取字符串 s 的第 2 个字符 ‘o’
• 在第 6 行，获取字符串 s 的第 3 个字符 ‘o’
• 在第 8 行，获取字符串 s 中从 1 开始、到 4 结束的字符串 ‘mooc’，使用 s[1:4] 表示该范围，注意该范围包括字符串的第 1 个字符、不包括第 4 个字符。

2.6 关键字 in

通过关键字 in 检查字符串中是否包含指定字符串，示例如下：

>>> 'mooc' in 'imooc'
True
>>> 'mook' not in 'imooc'
True

• 在第 1 行，检测字符串 ‘mooc’ 在 字符串 ‘imooc’ 中
• 在第 3 行，检测字符串 ‘mook’ 不在 字符串 ‘imooc’ 中

3. 常用字符串方法

3.1 capitalize() 方法

capitalize() 方法把字符串的第一个字符大写，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.capitalize()
'Abc'

3.2 count() 方法

count() 方法统计字符串出现的次数，示例如下：

>>> text = 'abc abc'
>>> text.count('abc')
2

3.3 startswith(target) 方法

startswith(target) 方法检查字符串是否是以字符串 target 开头，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.startswith('ab')
True
>>> text.startswith('bb')
False

3.4 endswith(target) 方法

endswith(target) 方法检查字符串是否是以字符串 target 结尾，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.endsswith('bc')
True
>>> text.endsswith('cc')
False

3.5 lower() 方法

lower() 方法将字符串中所有大写字符转换为小写，示例如下：

>>> text = 'ABC'
>>> text.lower()
'abc'

3.6 upper() 方法

upper() 方法将字符串中所有小写字符转换为大写，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.upper()
'ABC'

3.7 islower() 方法

如果字符串中所有字符是小写则为真，否则为假，示例如下：

>>> text = 'abc'
>>> text.islower()
True

3.8 isupper() 方法

如果字符串中所有字符是大写则为真，否则为假，示例如下：

>>> text = 'ABC'
>>> text.isupper()
True

3.9 find(target) 方法

检查是否包含指定字符串 target，如果包含字符串 target 则返回开始的索引值，否则返回 -1，示例如下：

>>> text = 'imooc'
>>> text.find('oo')
2
>>> text.find('oop')
-1

• 在第 2 行，查找字符串 ‘imooc’ 是否包含字符串 ‘oo’
• 在第 3 行，字符串 ‘oo’ 在字符串 ‘imooc’ 中的起始位置是 2，因此返回 2
• 在第 2 行，查找字符串 ‘imooc’ 是否包含字符串 ‘oop’
• 在第 5 行，字符串 ‘imooc’ 中不包含字符串 ‘oo’，因此返回 -1

3.10 split() 方法

使用空格将字符串分割为多个单词，返回一个列表，示例如下：

>>> text = 'hello world'
>>> text.split()
['hello', 'world']

缺省情况下，使用空格将字符串分割为多个单词，可以在 split() 方法中指定分隔符，示例如下：

>>> text = 'hello:world'
>>> text.split(':')
['hello', 'world']

4. 转义字符

在 Python 中使用反斜杠 加字母的组合来表示一些特殊字符，例如：n 表示换行， 之后的字符 n 的含义已经不再是原来 ASCII 字符的含义了，所以被称为转义字符。

常用的转义字符如下所示：

• 使用 t 的示例

>>> print('atbtc')
a       b       c
>>> print('aatbbtcc')
aa      bb      cc

t 表示跳到下一个制表符位置，可以使得输出纵向对齐。

• 使用 n 的示例

>>> print('anb')
a
b

• 使用 ’ 的示例

>>> print(''')
'

在单引号字符串中使用 ’ 表示单引号

• 使用 " 的示例

>>> print(""")
"

在双引号字符串中使用 " 表示双引号

• 使用 \ 的示例

>>> print('\')

在字符串中使用 ‘’ 表示转义字符

5. 字符串格式化

5.1 什么是字符串格式化

通过使用字符串 + 连接运算可以将多个字符串拼接起来，例如：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'nanjing'
>>> 'My name is ' + name + ', I live in ' + city + '.'
'My name is tom, I live in beijing.'

在第 3 行，使用字符串 + 将以下 5 个字符串拼接起来：

• 'My name is ’
• name
• ', I live in ’
• city
• ‘.’

最终得到字符串 ‘My name is tom, I live in beijing’，像这样将多个字符串拼接起来的表达式非常不直观，Python 提供了字符串格式化用于简化拼接多个字符串。

5.2 format 方法

使用字符串提供的 format 方法完成上述的拼接工作，如下所示：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'beijing'
>>> text = 'My name is %s, I live in city %s.'
>>> text.format(name, city)
'My name is tom, I live in beijing.'

• 在第 1 行，创建变量 name
• 在第 2 行，创建变量 city
• 在第 3 行，创建字符串 text，字符串中 %s 被称为占位符，text 中有两个占位符
• 在第 4 行，调用字符串 text 的 format 方法，该方法有两个参数：name 和 city
• 在第 5 行，将 text 中的两个占位符 %s 替换为这两个参数，得到最终的结果 ‘My name is tom, I live in beijing.’

与上一节使用 + 运算连接相比，格式化字符串显著的提高了程序的可读性。

5.3 % 运算符

也可以使用运算符 % 完成上述的拼接工作，如下所示：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'beijing'
>>> text = 'My name is %s, I live in city %s.'
>>> text % (name, city)
'My name is tom, I live in beijing.'

• 在第 1 行，创建变量 name
• 在第 2 行，创建变量 city
• 在第 3 行，创建字符串 text，字符串中 %s 被称为占位符，text 中有两个占位符
• 在第 4 行，使用运算符 % 进行字符串格式化。运算符 % 有两个操作数，左边的操作数是字符串变量 text，右边的操作数是一个元组，元组中包含两个参数：name 和 city
• 在第 5 行，将 text 中的两个占位符 %s 替换为这两个参数，得到最终的结果 ‘My name is tom, I live in beijing.’

在实践中，通常直接将字符串与参数使用运算符 % 格式化，如下所示：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'beijing'
>>> 'My name is %s, I live in city %s.' % (name, city)
'My name is tom, I live in beijing.'

如果有多个参数，需要将所有的参数保存在一个元组中；如果只有一个参数，可以不用保存在元组中，举例如下：

>>> name = 'tom'
>>> 'My name is %s.' % name
'My name is tom.'

• 在第 2 行，只有一个参数，可以不用将参数封装在元组中

5.4 占位符

% 是一个特殊的符号，后面跟着一个字符用于说明参数的类型：

• %s 表示字符串
• %d 表示整数
• %f 表示浮点数

有多种类型的占位符，初学时需要掌握如下常用的占位符：

1. %s 用于格式化字符串

>>> name = 'tom'
>>> 'name is %s' % name
'name is tom'

2. %d 用于格式化整数

>>> integer = 123
>>> 'integer is %d' % integer
'integer is 123'

3. %f 用于格式化浮点数

>>> float = 123.456
>>> 'float is %f' % float
'float is 123.456000'

4. %% 用于表示字符 % 本身

>>> a = 3
>>> b = 2
>>> c = a % b
>>> '%d %% %d = %d' % (a, b, c)
3 % 2 = 1

%% 是一个特殊的占位符，表示字符 % 本身。

5.5 print 方法

在实践中，通常使用 print 方法输出将格式化后的字符串，示例如下：

>>> name = 'tom'
>>> city = 'beijing'
>>> print('My name is %s' % name)
My name is tom
>>> print('My name is %s, I live in city %s.' % (name, city))
My name is tom, I live in beijing.

6. 小结

字符串和数值一样，同样有基本的运算方式，但是最终得到的结果形式和数值却略有不同，大家在使用的时候要注意这一点。字符串的常用方法也需要大家多多练习和使用，可以把正文中的代码多敲几遍，一个好的程序员就是要多敲代码才能成长。