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系列专栏：零基础入门篇
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字符串简介

在Python程序中，字符串类型'str'是最常用的数据类型。
可以使用单引号'' 双引号"" 三引号''''''来创建字符串。(单引号，双引号创建的字符串只能在一行，三引号创建的字符串可以分布在多行）
创建字符串的方法很简单，只需要为变量分配一个值即可

demo = 'hello'  # 用单引号创建字符串
demo1 = "world"  # 用双引号创建字符串
demo2 = '''Life is short 
I use Python
'''  # 用三引号创建字符串
print(demo)
print(demo1)
print(demo2)

运行结果如下：

字符串编码转换

• 最早出现的字符串编码是美国标准信息交换码(ASCLL码)ASCLL码最多只能表示256个字符，每个字符占一个字节
• 随着信息技术的快速发展，各国的文字都需要进行编码，于是出现了GBK、GB2312、UTF-8等。
• GBK、GB2312是我国指定的中文编码标准（使用1个字节表示英文字母，2个字节表示中文字符）
• UTF-8是国际通用的编码，对全世界所有国家使用的字符进行编码（使用1个字节表示英文字母，3个字节表示中文字符）
• 在Python3.x中，默认采用的编码格式为UTF-8，采用这种编码格式能有效解决中文乱码问题

在python中，有两种常见的字符串类型，分别是str和bytes

• str表示Unicode字符(ASCLL或其他)
• bytes表示二进制数据(包括编码的文本)
  这两种类型的字符串不能拼接在一起使用
  通常情况下，str在内存中以Unicode表示(一个字符对应若干个字节)但如果在网络中传输，或者保存到磁盘上，就需要把str转换为字节(byte)类型

str和bytes之间可以通过encode()和decode()方法进行转换

使用encode()方法解码

encode方法为str对象的方法，用于将字符串转换为二进制数据(bytes)，也称为编码。

其语法格式为：str.encode(encoding="utf-8", errors="strict")

参数说明如下：

• str：表示要转换的字符串
• encoding="utf-8"：可选参数，用于置顶进行转码时采用的字符编码，默认为utf-8，也可以设置为GB2312、GBK。当只有一个参数时，也可以省略encoding=，直接写编码
• errors="strict"：可选参数，用于指定错误处理方式，默认为strict(遇到非法字符就抛出异常)，也可以设置为ignore(忽略非法字符)replace(用"?"替换非法字符)xmlcharrfreplace(使用XML的字符串引用)等

注意事项：

在使用encode()方法时，不会修改原字符串，如果打印原字符串会恢复原状。

实例：定义一个名为demo的字符串，内容为"但行好事莫问前程"，然后使用encode()方法将其采用UTF-8编码转换为二进制数据，并输出原字符串内容和转换后的内容

demo = "但行好事莫问前程"
res = demo.encode("UTF-8")
print("原字符串:" + demo)
print("转换后的二进制数据:", res)

运行结果如下：

使用decode()方法解码

decode()方法为bytes对象的方法，用于将二进制数据转换为字符串，即将使用encode()方法转换的结果再转换为字符串就是解码。

其语法格式为bytes.decode(encoding="utf-8", errors="strict")

参数说明如下：

• bytes：表示要进行转换的二进制数据，通常是encode()方法转换的结果。
• encoding="utf-8"：可选参数，用于置顶进行转码时采用的字符编码，默认为utf-8，也可以设置为GB2312、GBK。当只有一个参数时，也可以省略encoding=，直接写编码
• errors="strict"：可选参数，用于指定错误处理方式，默认为strict(遇到非法字符就抛出异常)，也可以设置为ignore(忽略非法字符)replace(用"?"替换非法字符)xmlcharrfreplace(使用XML的字符串引用)等。

注意事项：

• 在设置解码采用的字符编码时，需要与编码时采用的字符编码一致。
• 在使用decode()方法时，不会修改原字符串，如果打印原字符串会恢复原状。

实例：将上方实例encode()编码后的二进制数据进行解码，输出原字符串内容、编码后的内容、解码后的内容。

demo = "但行好事莫问前程"
res = demo.encode("UTF-8")
res1 = res.decode("UTF-8")
print("原字符串:" + demo)
print("编码后的二进制数据:", res)
print("解码后的字符串数据:" + res1)

运行结果如下：

字符串运算符

操作符	描述
+	连接字符串
*	重复输出字符串
[]	通过索引获取字符串中的字符
[:]	截取字符串一部分，遵循左闭右开原则
in	成员运算符(如果字符串中包含指定的字符返回true)
not in	成员运算符(如果字符串中不包含指定的字符返回true)
r/R	原始字符串(所有字符串都是直接使用，没有转义或不能打印的字符)
%	格式化字符

• 重复输出字符串*

demo = "Hacker"
print(demo * 7)

• 成员运算符in

demo = "Hacker"
if "H" in demo:
    print("H在变量demo里")

• 成员运算符not in

demo = "Hacker"
if "Q" not in demo:
    print("Q不在变量demo里")

• 原始字符串r/R

print(r"\n")
print(R"\t")

格式化输出

使用%操作符

常用的格式化字符见下表

格式化字符	说明
%s	字符串
%c	单个字符
%d	十进制整数
%x	十六进制整数
%f	浮点数
%o	八进制整数

实例：

# 字符串
print("hacker%s" % "嘎嘎宠粉")
# 数字
print("今天走了%d步" % 777)

注意事项：

• 由于使用%操作符进行格式化是早期python中提供的方法，在python2.6版本开始，字符串对象提供了format()方法对字符串进行格式化
• 使用%操作符进行格式化仅了解即可，推荐使用format()方法

使用字符串对象的format()方法(推荐使用)

字符串对象提供了format()方法用于字符串格式化
format()方法语法格式：str.format(args)

参数说明如下：

• str：用于指定字符串的显示格式(即模板)
• args：用于指定要转换的项(如果有多项，用逗号隔开)

下面重点介绍创建模板。在创建模板时，需要使用"{}“和”:"指定占位符
创建模板语法格式：{ [index][ : [ [fill] align] [sign] [#] [width] [.precision] [type] ] }

参数说明如下：

• index：可选参数，指定后边设置的格式要作用到 args 中第几个数据，数据的索引值从 0 开始。如果省略此选项，则会根据 args 中数据的先后顺序自动分配。
• fill：可选参数，指定空白处填充的字符。注意，当填充字符为逗号(,)且作用于整数或浮点数时，该整数（或浮点数）会以逗号分隔的形式输出，例如（1000000会输出 1,000,000）。
• align：可选参数，指定数据的对齐方式，具体的对齐方式见下表所示

align	含义
<	数据左对齐
>	数据右对齐
=	数据右对齐，只对数字类型有效，将数字放在填充字符的最左侧
^	数据居中，此项需和width参数一起使用

• sign：可选参数，用于指定有无符号数，此参数值以及对应含义见下表所示

sign	含义
+	正数前加正号，负数前加负号
-	正数前不加正号，负数前加负号
空格	正数前加空格，负数前加负号
#	对于二进制数、八进制数和十六进制数，如果加上#，各进制数前会分别显示 0b、0o、0x前缀；反之则不显示前缀

• width：可选参数，指定输出数据时所占的宽度。
• precision：可选参数，指定保留的小数位数。
• type：可选参数，用于指定类型

format()方法中常用的格式化字符见下表所示：

格式化字符	说明
s	对字符串类型格式化
d	十进制整数
c	将十进制整数自动转换成对应的 Unicode 字符
e 或者 E	转换为科学计数法后，再格式化输出
g 或 G	自动在e和f(或E和F)中切换
b	将十进制数自动转换成二进制表示，再格式化输出
o	将十进制数自动转换成八进制表示，再格式化输出
x或X	将十进制数自动转换成十六进制表示，再格式化输出
f或F	转换为浮点数(默认小数点后保留6位)，再格式化输出
%	显示百分比(默认显示小数点后6位

在Python中，可以使用字符串中的format()方法来格式化字符串。format()方法可以将一个或者多个参数动态的插入到格式化字符串中。
实例一：使用format()和使用f.string

name = "hacker"
age = 20
res = "My name is {}, I am {} years old.".format(name, age)
print(res)

在上面的代码中，我们定义了一个字符串res使用了两个占位符{}，然后调用format()方法将name和age两个参数传入。输出结果如下：

我们还可以使用大括号{}中的数字来指定参数的位置：

name = "hacker"
age = 20
res = "My name is {0}, I am {1} years old.".format(name, age)
print(res)

在{0}中的0代表传入的第一个参数name，在{1}中的1代表传入的第二个参数age,输出结果如下：

除了使用.format()以外，还可以使用f.string来进行更简洁，易读的输出

name = "hacker"
age = 20
print(f"My name is {
      name} and I am {
      age} years old.")

实例二：打印Python官网地址

demo = "网站名称:{:s}\n网址:{:s}"
print(demo.format("Python官网", "https://www.python.org/"))

运行结果如下：

实例三：在实际开发过程中，很多时候需要处理数据，可以使用format()方法对数值类型进行不同的输出(例如：货币形式、百分比形式、进制转换形式等)

# 导入python数学模块math
import math

# 以货币形式显示
print("货币形式:{:,d}".format(1000))
# 科学计数法表示
print("科学计数法:{:E}".format(100))
# 以十六进制表示
print("100的十六进制:{:#x}".format(100))
# 输出百分比形式
print("0.77的百分比:{:.0%}".format(0.77))
# 兀取7位小数表示
print("兀取7位小数:{:.7f}".format(math.pi))

运行结果如下：

截取字符串(索引和切片)

由于字符串也属于序列，所以要截取字符串，可以采用切片方法实现
通过切片方法截取字符串的语法格式：string(start:end:step)

参数说明如下：

• string：要截取的字符串
• start：要截取的第一个字符索引(包括该字符)，如果不指定默认为0
• end：要截取的最后一个字符索引(不包括该字符)，如果不指定默认为字符串的长度
• step：切片的步长(如果省略默认为1，当忽略步长时，最后一个冒号也可以省略)

实例：定义一个字符串，利用切片方法截取不同长度的子字符串

demo = "但行好事莫问前程!"
res1 = demo[1]  # 截取第二个字符
res2 = demo[5:]  # 从第6个字符开始截取
res3 = demo[:4]  # 从左边开始截取4个字符
res4 = demo[2:4]  # 截取第3个到第4个字符
print("原字符串:" + demo)
print(res1 + "\n" + res2 + "\n" + res3 + "\n" + res4 + "\n")

运行结果如下：

注意事项：
在进行字符串截取时，如果指定的索引不存在，就会抛出异常
IndexError: string index out of range：超出字符串索引范围

这时我们可以使用try...except语句去捕获异常(关于异常处理的讲解后面的文章里会讲到)

demo = "但行好事莫问前程!"
try:
    res1 = demo[10]  
except IndexError:
    print("索引不存在")

这时再运行，即使超出范围也不会抛异常：

结束语

以上就是Python基础入门篇之Python标准数据类型-String(字符串)

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