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2022/11/241Python语言编程导论第六章字符串内容提要•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2022/11/242一、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。2022/11/243二、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。2022/11/2441、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。2022/11

/245例如：字符串’apple’的正索引和负索引2022/11/246例6-1：字符串索引应用2022/11/247执行结果：例6-2：计算给定字符串的编码总和2022/11/248执行结果：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”•Python3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。2022/11/249例6-3：字符串分片2022/11/2410执行结果：例6-4：返回文件名中的扩展名2022/11/2411执行结果：2022/11

/24123、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。•如：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：20

22/11/24136、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：2022/11/2414课堂练习一

：•课堂练习一2022/11/2415三、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)2022/11/2416例6-5：格式化字符串2022/11/2417执行结果：例6-6：带精度的格式化2022/11/2418执行结果：Python格式化字符串的替代符及含义：符号描述符号描述%c格式化字符及其ASCII码%

f格式化浮点数字，可指定小数点后的精度%s格式化字符串%e用科学计数法格式化浮点数%d格式化整数%E作用同%e%u格式化无符号整数%g根据值的大小决定使用%f或%e%o格式化无符号八进制数%G作用同%g%x格式化无符号十六进制数%p

用十六进制数格式化变量的地址%X格式化无符号十六进制数（大写）%%若在字符串中输出“%”，需要使用“%%”2022/11/2419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

022/11/2420执行结果：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()、l

strip()、rstrip()去除字符串中的转义字符。2022/11/2421Python常用的转义字符及其含义：符号描述符号描述\\反斜线\v纵向制表符\’单引号\r回车符\”双引号\f换页符\a发出系统响铃声\o八进制数代表的字符\b退格符\x十六

进制数代表的字符\n换行符\000终止符，其后的字符串全部忽略\t横向制表符2022/11/2422例6-8：转义字符应用2022/11/2423执行结果：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。2022/11/24241、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。2

022/11/2425字符串测试函数：函数名何时返回True函数名何时返回Trues.endswith(t)s以字符串t结尾s.islower()s只包含小写字母s.startswith(t)s以字符串t打头s.isnumeric()s只包含数字s.isalnum()s只包含

字母和数字s.isprintable()s只包含可打印字符s.isalpha()s只包含字母s.isspace()s只包含空白字符s.isdecimal()s只包含表示十进制数字的字符s.istitle()s是个大小写符合标题要求的字符串s.isdigit()s只包含数字字符s.is

upper()s只包含大写字母s.isidentifier()s是合法的标识符tinss包含字符串t2022/11/2426例如：2022/11/24272、字符串的查找函数函数名返回值s.find(t)若未找到字符串t，则返回-1；否则返回t在s中的起始位置s.rfind(t)

与find相同，但从右往左查找s.index(t)与find相同，但如果在s中找不到t，则引发ValueError异常s.rindex(t)与index相同，但从右往左查找2022/11/2428•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in

dex引发异常ValueError，而函数find将返回-1。例6-9：查找函数应用2022/11/2429执行结果：3、字符串的替换函数函数名返回的字符串s.replace(old,new)将s中的每个old替换为news.expandtab

s(n)将s中的每个制表符扩展为空格，空格宽度为n2022/11/2430•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2022/11/2431执行结果：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。2022/11/2432例6-11：使用join函数连接字符串2022/11/2433执行结果：例6-12：使用reduce函数连接字

符串2022/11/2434执行结果：5、拆分函数函数返回的字符串s.partition(t)将s拆分为三个字符串（head、t和tail），其中head为t前面的子串，tail为t后面的子串。返回值为元组s.rpartition(t)与partiti

on相同，但从s的右端开始搜索t。返回值为元组s.split(t)以t为分隔符，将s划分成一系列子串，并返回一个由这些子串组成的列表s.rsplit(t)与split相同，但从s的右端开始搜索ts.splitlines()返回一个由s中的各行组成的列表2022/11/2435

•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2022/11/2436执行结果：例6-14：使用split()函数获取子串2022/11/2437执行结果：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。2022/11/2438strftime()函数：•声明：strftime(form

at[,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。2022/11/2439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_ti

me–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。2022/11/2440格式化日期的常用标记：符号描述符号描述%a英文星期的简写%M分钟数，取值在01～59之间%A英文星期的完整拼写%j显示从本年第1天开始到当天的天数%b

英文月份的简写%w显示今天是星期几，0表示星期天%B英文月份的完整拼写%W显示当天属于本年的第几周，以星期一作为一周的第一条进行计算%c显示本地的日期和时间%x本地的当天日期%d日期数，取值在1～31之间%X本地的当天时间%H小时数，取值

在00～23之间%y年份，取值在00～99之间%I小时数，取值在01～12之间%Y年份的完整数字%m月份，取值在01～12之间2022/11/2441例6-15：时间与字符串的互相转换2022/11/2442执行结果：7、改变大小写函数函数名返回的字符串s.capitalize()将s

[0]改为大写，其余小写s.lower()让s的所有字母都小写s.upper()让s的所有字母都大写s.swapcase()将小写字母改为大写，并将大写字母改为小写s.title()让s的大小写符合标题的要求2022/

11/2443•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：2022/11/24448、设置格式函数函数名返回的字符串s.center(n,ch)包含n个字符的字符串，其中s位于中间，两边用字符ch填充s.ljus

t(n,ch)包含n个字符的字符串，其中s位于左边，右边用字符ch填充s.rjust(n,ch)包含n个字符的字符串，其中s位于右边，左边边用字符ch填充s.format(vars)包含用于设置字符串格式的微型语言，详见：https://docs.python.or

g/3.4/library/string.html#formatspec2022/11/2445例6-16：设置格式2022/11/2446执行结果：9、剥除函数函数名返回的字符串s.strip(ch)从s开头和末尾删除所有包含在字符串ch中的字符s.lstrip(ch)从s开头（左端

）删除所有包含在字符串ch中的字符s.rstrip(ch)从s末尾（右端）删除所有包含在字符串ch中的字符2022/11/2447•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2022/11/2448执行结果：例6-18：去除转义字符2022/11/2449执行结果：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。•start

swith()与endswith()的声明为：–startswith(substring,[start[,end]])–endswith(substring,[start[,end]])2022/11/2450例6-19：字符串比较202

2/11/2451执行结果：例6-20：比较字符串开始和结束处2022/11/2452执行结果：课堂练习二：•一、假定给定两个字符串（它们可能是空串）s1和s2，要将这两个串合并在一起。要求是：s1串的第

一个字符与s2串的第一个字符连在一起，后续以此类推。若一个串的长度大于另一个串的长度，则保留长串的剩余字符，即连接到新串的末尾即可。例如：若s1=’abcd’、s2=’efghi’，则新串为：’aebfcgdhi’。•编写函数laceStrings(s1,s2)，完成上述

功能。••二、编写函数OnlyCharNum(s)，对于给定的字符串只显示字母和数字。2022/11/2453五、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。2022/11/24541、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2022/

11/24552、re模块中一些重要函数函数描述compile(pattern[,flags])根据包含正则表达式的字符串创建模式对象search(pattern,string[,flags])在字符串中查找模式match(pattern,string[,flags])

在字符串的开始处匹配模式split(pattern,string)根据模式的匹配项来分割字符串findall(pattern.String)列出字符串中模式的所有匹配项sub(pat,repl,string[.Count=0]

)将字符串中所有pat的匹配项用repl替换escape(string)将字符串中所有特殊正则表达式字符转义2022/11/2456例6-21：2022/11/24572022/11/24583、re模块中匹配对象的重要方法方法描述group([

group1,…])获取给定子模式（组）的匹配项start([group])返回给定组的匹配项的开始位置end([group])返回给定组的匹配项的结束位置（与分片一样，不包括组的结束位置）span([group])返回一个组的开始和结束位置

2022/11/2459例22：2022/11/2460执行结果：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。•通常的方法为：2022/11/2461执行结果：使用正则表达式用户输入don

e或quit结束程序：2022/11/2462执行结果：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’!’2022/11/2463执行结果：•说明：本函数如果不使用正则表达式，将非常麻烦。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/libr

ary/re.html2022/11/2464人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读

报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。