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内容提要

概述

通用序列操作

字符串格式化

字符串方法

正则表达式简介

一、概述

在Python中，字符串是除数字外最重要的数据类型。

字符串无处不在：将字符串输出到屏幕上；从用户的键盘输入读取字符串；文件通常被视为大型字符串；网页大部分是由文本组成的。

字符串是一种聚合数据结构，可充分利用索引和切片—用于从字符串中提取子串。 而Python正则表达式库，是一种用来处理字符串的微型语言，但功能强大。

二、通用序列操作

Python中，字符串、列表和元组都属于序列。 序列有一些通用的操作。

包括：索引（indexing）、分片（slicing）、加（adding）、乘（multiplying）、检查某个元素是否属于序列的成员（成员资格）、计算序列长度、找出最大元素和最小元素等。

1、索引

序列中的所有元素都是有编号的—从0开始递增。这些元素可以通过编号分别访问。索引有正索引和负索引，可根据实际情况选用。 字符串就是一个由字符组成的序列，处理字符串时，经常需要访问其中的各个字符。索引0指向第1个字符。

例如：字符串’apple’的正索引和负索引

例6-1：字符串索引应用

例6-2：计算给定字符串的编码总和

2、分片

与使用索引访问单个元素类似，可以使用分片操作来访问一定范围内的元素。

分片是实际应用中经常使用的技术，被截取的部分称为“子串” Python 3支持的分片格式为：S[i:j:k] 表示：索引S对象中的元素，从索引为i直到索引为j-1，每隔k个元素索引一次，第三个限制k为步长，默认为1，也可以使用负数作为步长，步长-1表示分片将会从右至左进行而不是通常的从左至右，实际效果主是将序列反转。 在Python中，还可以使用split()函数来截取字符串。

例6-3：字符串分片

例6-4：返回文件名中的扩展名

3、序列相加（字符串连接、合并）

之前介绍过，使用“+”完成。除此之外，还可以使用join函数和reduce函数实现字符串的合并。

注意：不同类型的数据不能相加。

如：

4、乘法

用数字x乘以一个序列会生成新的序列，在新的序列中，原来的序列被重复x次。

5、成员资格

为了检查一个值是否在序列中，可以使用in运算符。该运算符检查某个条件是否为真，若为真返回True，否则返回False。

例如：

6、长度、最小值和最大值

len、min和max都是内置函数。 len—返回序列中包含的元素个数。 min—返回序列中的最小值。 max—返回序列中的最大值。 例如：

三、字符串格式化

1、字符串格式化

C语言使用函数printf()格式化输出结果，Python也提供了类似功能。

Python将若干值插入带有“%”标记的字符串中，从而可以按照指定格式输出字符串。

语法： "%s" % str1 "%s %s" % (str1, str2)

例6-5：格式化字符串

例6-6：带精度的格式化

Python格式化字符串的替代符及含义：

例6-7：符号、对齐和用0填充

在字段宽度和精度之间还可以放置一个“标志”，该标志可以是零、加号、减号或空格。零表示数字将会用0填充。

2、字符串的转义字符

计算机中存在可见字符与不可见字符。可见字符指键盘上的字母、数字和符号。不可见字符是指换行、回车、制表符等字符。

对于不可见字符，Python使用的方法类似于C语言，都是使用“\”作为转义字符。

Python还提供了函数strip()、lstrip()、rstrip()去除字符串中的转义字符。

Python常用的转义字符及其含义：

例6-8：转义字符应用

四、字符串函数（方法）

Python字符串自带了大量很有用的函数，要查看这些函数，可调用dir并将参数指定为任何字符串（如：dir(' ')）。 虽无必要准确记住所有函数功能，但最好有个大致了解，这样有益于需要时去查询具体使用。

字符串函数的详细介绍可参阅其文档字符串或Python在线文档（https://docs.python.org/3/）。 此处介绍常用的字符串函数。

1、测试函数

用于检测字符串是否为特定格式的函数，它们组成了一个最大的字符串函数组。 测试函数都返回True或False，因此也称为布尔函数或谓词。

字符串测试函数：

例如：

2、字符串的查找函数

说明：函数index和find之间的差别在于没有找到指定子串的情形。函数index引发异常ValueError，而函数find将返回-1。

例6-9：查找函数应用

3、字符串的替换函数

Python字符串自带了两个替换函数，如下表所示。

注意：使用替换函数可轻松地删除字符串中的子串。

例6-10：字符串替换

4、字符串的合并

之前介绍过，Python可使用“+”连接不同的字符串。 除此之外，还可以使用join函数（是split方法的逆方法）和reduce函数实现字符串的合并。

例6-11：使用join函数连接字符串

例6-12：使用reduce函数连接字符串

5、拆分函数

拆分函数将字符串拆分成多个子串。如下表所示。

例6-13：拆分字符串

例6-14：使用split()函数获取子串

6、字符串与日期的转换

在实际应用中，经常需要将日期类型与字符串类型互相转换。 Python提供了time模块处理日期和时间。

函数strftime()可以实现从时间到字符串的转换。 字符串到时间的转换要进行两次转换，需要使用time模块和datetime类。

strftime()函数：

声明： strftime(format[, tuple])->string

说明： 参数format表示格式化日期的特殊字符。

例如：“%Y-%m-%d”相当于“yyyy-MM-dd”. 参数tuple表示需要转换的时间，用元组存储。元组中的元素分别表示年、月、日、时、分、秒。 函数返回一个表示时间的字符串。

字符串到时间的转换步骤：

第一次转换：调用函数strptime()将字符串转换为一个元组。其声明为： strptime(string, format)->struct_time 函数返回一个存放时间的元组。

第二次转换：将表示年、月、日的3个变量传递给函数datetime()。datetime类的datetime()函数格式为： datetime(year, month, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[,tzinfo]]]]) 函数返回一个date类型的变量。

格式化日期的常用标记：

例6-15：时间与字符串的互相转换

7、改变大小写函数

说明：在以上函数中，Python都创建并返回一个新字符串，Python不会真正修改原字符串。

例如：

8、设置格式函数

例6-16：设置格式

9、剥除函数

剥除函数用于删除字符串开头或末尾多余的字符。

如下表所示。 默认情况下，剥除空白字符；如果指定了字符串参数，则剥除该字符串中的字符。

例6-17：字符串剥除

例6-18：去除转义字符

10、字符串比较

Python直接使用“==”“!=”操作符比较两个字符串的内容。如果比较的两个变量的类型不相同、比较的内容也不相同。

若要比较字符串的部分内容，可以先截取子串，再使用“==”“!=”操作符进行比较。 若要比较字符串的开头和结尾部分，更方便的方式是使用startswith()或endswith()函数。

startswith()与endswith()的声明为： startswith(substring, [start [,end]]) endswith(substring, [start [,end]])

例6-19：字符串比较

例6-20：比较字符串开始和结束处

五、正则表达式简介

虽然Python字符串提供了众多实用的函数，但实际处理字符串时，常常需要更强大的工具。鉴于此，Python提供了一种用于复杂字符串处理的微型语言—正则表达式，但正则表达式并不是Python的一部分。

正则表达式是用于处理字符串的强大工具，拥有自己独特的语法以及一个独立的处理引擎，效率上可能不如str自带的方法，但功能十分强大。实际上，正则表达式是一种简练描绘一组字符串的方式，可用于高效地执行常见的字符串处理任务，如匹配、替换和分拆字符串。

使用正则表达式编写一些逻辑验证非常方便，如：电子邮件及电话号码的格式验证。Python提供了re模块实现正则表达式的验证。

1、正则表达式的构成

正则表达式是包含元字符(metacharacter)的列表。 Python支持的正则表达式元字符和语法。

2、re模块中一些重要函数

例6-21：

3、re模块中匹配对象的重要方法

例22：

例6-23：编写一个程序，从键盘输入若干字符串，当输入done或quit则结束程序。

使用正则表达式用户输入done或quit结束程序：

例6-24：假设要识别逗人的字符串：开头为一个或多个’ha’，末尾为一个或多个’!’

4、关于正则表达式的说明

Python的re模块规模庞大，其中有大量正则表达式函数可用于执行字符串处理任务，如匹配、分拆和替换；还有提高常用正则表达式处理速度的技巧，以及众多匹配常用字符的捷径。 re模块的文档可参见：https://docs.python.org/3/library/re.html。