Python自学第八天——字符串

作为新手自学Python的第八天，技术低微，希望可以通过这种方式督促自己学习。

个人学习环境：python3.9，PyCharm 2021.3.2 (Community Edition)

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在Python中字符串是基本数据类型，是一个不可变的字符序列（目前所学不可变序列有：元组、字符串）

1、字符串驻留机制

1.1 字符串的创建

a = 'Python'
b = "Python"
c = '''Python'''
# 三引号是可换行字符串，字符串不赋值给变量，可以当做注释使用
# 具体三单引号与三双引号可查看此篇文档http://t.csdn.cn/sCOvz

1.2 字符串驻留机制

字符串驻留是一种在内存中仅保存一份相同且不可变字符串的方法。 Python的驻留机制对相同的字符串只保留一份拷贝，后续创建相同字符串时，不会开辟新空间，而是把该字符串的地址赋给新创建的变量。

a = 'Python'
b = "Python"
c = '''Python'''
print(a, id(a))
print(b, id(b))
print(c, id(c))
"""
结果为：
Python 2462425264432
Python 2462425264432
Python 2462425264432
"""

1.3 驻留机制的几种情况（交互模式）

字符串的长度为0或1

符合标识符的字符串

字符串只在编译时进行驻留，而非运行时

[-5,256]之间的整数数字

# 这里代码需要使用cmd进行运行，Pycharm运行都是True，是因为Pycharm对字符串进行了优化处理
# 字符串长度为0或1
 s1 = ''
>>> s2 = ''
>>> s1 is s2
True
>>> s1 = '%'
>>> s2 = '%'
>>> s1 is s2
True
# 符合标识符的字符串
>>> s1 = 'abc%'
>>> s2 = 'abc%'
>>> s1 is s2
False
>>> s1 == s2
True
>>> id(s1)
2318579417904
>>> id(s2)
2318579417968
>>> s1 = 'abcd'
>>> s2 = 'abcd'
>>> s1 is s2
True
>>> s1 == s2
True
>>> id(s1)
2318579418032
>>> id(s2)
2318579418032
# 字符串只在编译时进行驻留，而非运行时
>>> a = 'abc'
>>> b = 'ab'+'c'
>>> c = ''.join(['ab','c'])
>>> a is b
True
>>> a is c
False
>>> c
'abc'
>>> type(c)
<class 'str'>
>>> a
'abc'
>>> type(a)
<class 'str'>   #a、b在程序编译时就已经是'abc'，而c是在运行时才通过join方法转为'abc'
# [-5,256]之间的整数数字   
# 为什么是[-5,256]这个区间，可以参考Python中神秘的-5到256 - Jerry Jho的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/33907983
>>> a = -5
>>> b = -5
>>> a is b
True
>>> a = -6
>>> b = -6
>>> a is b
False

标识符的基本使用规则：

在python里，标识符有字母、数字、下划线组成。

在python中，所有标识符可以包括英文、数字以及下划线（_），但不能以数字开头。

python中的标识符是区分大小写的。

sys中的intern方法强制2个字符串指向同一个对象

# 依旧使用cmd运行
>>> import sys
>>> s1 = 'abc%'
>>> s2 = 'abc%'
>>> s1 is s2
False
>>> s1 = sys.intern(s2)
>>> s1 is s2
True

1.4 字符串驻留机制的优缺点

当需要值相同的字符串时可以直接从池中拿来使用，避免了频繁的创建和销毁，提升效率和节约内存。

拼接字符串和修改字符串会比较影响性能。

在需要进行字符串拼接时建议使用str类型的join方法，而非+，因为join()是先计算出所有字符中的长度，然后再拷贝，其中只new一次对象，效率比“+”高

2、字符串的常用操作

2.1 查询操作

s = 'hello,hello'
print(s.index('lo'))    # 3
print(s.find('lo'))     # 3
print(s.rindex('lo'))   # 9
print(s.rfind('lo'))    # 9

2.2 大小写转换操作

转换之后会产生一个新的字符串

2.3 内容对齐操作

对于center()、ljust()、rjust()来说，第2个参数可选，默认为空格。如果设置的宽度小于实际宽度则返回原字符串

对于zfill()，只接收一个参数用于指定字符串的宽度，如果制定的宽度小于等于字符串的长度，则返回字符串本身

# 居中
s = 'hello,Python'
print(s.center(20, '*'))
​
# 左对齐
print(s.ljust(20, '*'))
print(s.ljust(10))
print(s.ljust(20))
​
# 右对齐
print(s.rjust(20, '*'))
print(s.rjust(20))
print(s.rjust(10))
​
# zfill()
print(s.zfill(20))
print(s.zfill(10))
print('-8910'.zfill(8))
"""
结果为：
****hello,Python****
hello,Python********
hello,Python
hello,Python        
********hello,Python
        hello,Python
hello,Python
00000000hello,Python
hello,Python
-0008910
"""

2.4 分割操作

s = 'hello world Python'
lst = s.split()
print(lst)
s1 = 'hello|world|python'
print(s1.split(sep='|'))
print(s1.split(sep='|', maxsplit=1))
"""
结果为：
['hello', 'world', 'Python']
['hello', 'world', 'python']
['hello', 'world|python']
"""
# rsplit()从右侧开始分割
# rsplit()从右侧开始分割
print(s.rsplit())
print(s1.rsplit('|'))
print(s1.rsplit(sep='|', maxsplit=1))
"""
结果为：
['hello', 'world', 'Python']
['hello', 'world', 'python']
['hello|world', 'python']
"""

2.5 字符串判断操作

# 判断字符串是否合法
s = 'hello,Python'
print('1.', s.isidentifier())   # 1.False
print('2.', 'hello'.isidentifier())     # 2.True
print('3.', '张三_'.isidentifier())   # 3.True
print('4.', '张三_123'.isidentifier())    # 4.True

# 判断字符串是否全由空白字符组成
print('5.', 't'.isspace())     # 5.True

# 判断字符串是否全由字母组成
print('6.', 'abc'.isalpha())    # 6.True
print('7.', '张三'.isalpha())     # 7.True
print('8.', '张三1'.isalpha())    # 8.False

# 判断字符串是否全由十进制数字组成
print('9.', '123'.isdecimal())     # 9.True
print('10.', '123四'.isdecimal())    # 10.False
print('11.', 'ⅢⅢⅢ'.isdecimal())    # 11.False

# 判断字符串是否全由数字组成
print('12.', '123'.isnumeric())     # 12.True
print('13.', '123四'.isnumeric())    # 13.True
print('14.', 'ⅢⅢⅢ'.isnumeric())     # 14.True

# 判断字符串是否全由字母和数字组成
print('15.', 'abc1'.isalnum())      # 15.True
print('16.', '张三123'.isalnum())     # 16.True
print('17.', 'abc!'.isalnum())      # 17.False

2.6 字符串操作的其他方法

replace()方法中，替换前的字符串不发生变化，调用该方法时可以通过第3个参数指定最大替换次数

s = 'hello,Python'
print(s.replace('Python', 'Java'))
"""
结果为：
hello,Java
"""
s1 = 'hello,Python,Python,Python'
print(s1.replace('Python', 'Java', 2))
"""
结果为：
hello,Java,Java,Python
"""

s = 'hello,Python'
print(s.replace('Python', 'Java'))
"""
结果为：
hello,Java
"""
s1 = 'hello,Python,Python,Python'
print(s1.replace('Python', 'Java', 2))
"""
结果为：
hello,Java,Java,Python
"""

lst = ['hello', 'java', 'python']
print('|'.join(lst))
print(''.join(lst))
"""
结果为：
hello|java|python
hellojavapython
"""

t = ('hello', 'java', 'python')
print(''.join(t))
"""
结果为：
hellojavapython
"""

print('*'.join('Python'))
"""
结果为：
P*y*t*h*o*n
"""

2.7 比较操作

运算符：>，>=，<，<=，==，!=

规则：先比较两个字符串中第一个字符，如果相等则继续比较下一个字符，依次进行比较，直到两个字符串中的字符不相等后，其比较结果就是两个字符串的比较结果，两个字符串的所有后续字符将不再被比较

原理：两字符比较时，比较的是ordinal value（原始值），调用内置函数ord可以得到指定字符的ordinal value。与内置函数ord对应的是内置函数chr，调用内置函数chr时指定的ordinal value可以得到其对应的字符

print('apple' > 'app')  # True
print('apple' > 'banana')   # False
print(ord('a'), ord('b'))   # 97 98
print(chr(97),chr(98))      # a b

== 与 is 的区别

== 比较的是value

is 比较的是id是否相等

2.8 切片操作

字符串是不可变类型：不具备增、删、改等操作

切片将产生新的对象

s = 'hello,Python'
s1 = s[:5]   # 没有指定起始位置，从0开始
s2 = s[6:]   # 没有指定结束位置，一直到最后元素
s3 = '!'
newstr = s1 + s3 + s2

print(s1)
print(s2)
print(newstr)

# 完整写法[start:stop:step]
print(s[1:5:1])
print(s[::2])
print(s[::-1])  # 默认从最后一个元素开始
print(s[-6::1])     # 索引从-6开始，一直到最后

2.9 格式化字符串

第一种：%做占位符

第二种：{}做占位符（format方法格式化）

第三种：f-string（python3.6引入了一种新的字符串格式化方式：f-string格式化字符串。值得注意的是，f-string就是在format格式化的基础之上做了一些变动，核心使用思想和format一样）

name = '张三'
age = 20
print('我叫%s,今年%d岁' % (name, age))

print('我的名字叫{0}，今年{1}岁'.format(name, age))

# f-string
print(f'我叫{name}，今年{age}岁')

设置宽度和精度

print('%d' % 99)
print('%10d' % 99)  # 10表示宽度

print('%f' % 3.1415926)
print('%.3f' % 3.1415926)   # .3表示小数点后三位

print('%10.3f' % 3.1415926)     # 总宽度为10，小数点后3位

print('{0}'.format(3.1415926))
print('{0:.3}'.format(3.1415926))   # .3表示一共是3位数
print('{0:.3f}'.format(3.1415926))  # .3f表示3位小数
print('{0:10.3f}'.format(3.1415926))    # 宽度是10，3位小数

3、字符串的编码转换

3.1 为什么要编码转换

数据传输所用，在传输中字符串转为二进制，传输后二进制转为字符串

3.2 编码与解码的方式

编码：将字符串转换为二进制数据（bytes）

解码：将bytes类型的数据转换成字符串类型

# 编码
s = '天涯共此时'
print(s.encode(encoding='GBK'))     # GBK编码格式中一个中文占两个字节
"""
结果为：
b'xccxecxd1xc4xb9xb2xb4xcbxcaxb1'
# b表示二进制
"""
print(s.encode(encoding='UTF-8'))   # UTF-8编码格式中一个中文占三个字节
"""
结果为：
b'xe5xa4xa9xe6xb6xafxe5x85xb1xe6xadxa4xe6x97xb6'
"""

# 解码
# byte代表一个二进制数据（字节类型的数据）
byte = s.encode(encoding='GBK')     # 编码
print(byte.decode(encoding='GBK'))  # 解码
# 编码解码的编码格式必须选择同一类型
byte = s.encode(encoding='UTF-8')
print(byte.decode(encoding='UTF-8'))

最后

以上就是单纯灰狼为你收集整理的Python自学第八天——字符串的全部内容，希望文章能够帮你解决Python自学第八天——字符串所遇到的程序开发问题。

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