Go 语言中的字符串基本操作

这篇文章已经放到腾讯智能工作台的知识库啦，链接在这里：ima.copilot-Go 入门到入土。要是你有啥不懂的地方，就去知识库找 AI 聊一聊吧。

本篇将详细讲解 Go 语言中与字符串相关的操作。

1、rune 和 字符串长度

1、Go 函数语法约定

在开始之前，需要注意 Go 语言的一个语法规范。函数或流程控制语句的左花括号 { 必须与函数名或关键字在同一行，不能换行书写。

image.png

这种强制性规定统一了代码风格，避免了不同开发者因个人习惯造成代码格式的混乱。

2、len() 计算字符串长度

Go 语言提供了一个内置函数 len()，可以方便地计算出字符串的长度。

image.png

在上述代码中，len() 函数直接返回了字符串 name 的长度。这是一个非常便捷和常见的操作。

3、len() 的本质：字节数

len() 函数虽然通用，但它返回的是字符串所占的字节数（the number of bytes），而不是字符数。

当字符串只包含英文字母、数字或标准 ASCII 符号时，一个字符恰好占用一个字节，此时字节数等于字符数。但当字符串中包含非 ASCII 字符（如中文、日文等）时，情况就有所不同。

在 UTF-8 编码（Go 语言默认的字符串编码）中：

• 一个英文字符占用 1 个字节。
• 一个中文字符通常占用 3 个字节。

image.png

直观上看，字符串 "叫我阿杰好l" 包含 6 个字符。但 len() 的计算结果为什么是 16 呢？ 因为计算的是字节数：1 (l) + 5*3 (叫我阿杰好) = 16 个字节。

4、如何获取真实的字符数？

在很多业务场景中，我们关心的是字符串实际包含多少个字符，而不是它占用了多少字节。为了解决这个问题，我们需要将字符串转换为 rune 切片。

rune 类型是 Go 语言中用于表示单个 Unicode 字符的特殊类型。将字符串转换为 []rune 后，每个中文字符和英文字符都会被当作一个独立的元素。此时再使用 len() 函数，就能得到准确的字符数量。

image.png

5、总结

在 Go 语言中计算字符串长度时，必须注意以下关键点：

1. 如果你的字符串只包含英文或 ASCII 字符，或者你关心的就是字节长度，可以直接使用 len(str)。
2. 如果你需要知道字符串中实际的字符数量（特别是处理包含中文等多字节字符的场景），必须先将字符串转换为 rune 切片 []rune(str)，然后再对其使用 len() 函数。

掌握这个细节对于正确处理多语言文本至关重要。

2、转义符详解

1、 为什么需要转义符？

假设我们需要定义一个字符串，其内容本身就包含特殊字符，例如双引号。

如果我们直接这样编写代码：

image.png

编译器会报错。因为在 Go 语言中，双引号用于界定字符串的开始和结束。上述代码会被编译器误解为：第一个字符串是 "Go "，第二个字符串是 ""，而中间的 体系课 则是不合法的语法。

为了在字符串内部正确地包含双引号等特殊字符，我们就需要使用转义符。

2、使用反斜杠 \ 进行转义

在 Go 中，反斜杠 \ 是核心的转义符。当它出现在一个特殊字符前时，它会“转义”该字符，使其失去原有的特殊含义，而被当作一个普通的字符来处理。

示例：

要在一个由双引号定义的字符串中包含双引号，我们可以在内部的双引号前加上 \：

image.png

在这里，\" 被编译器视为一个整体，并被解释为单个双引号字符。

3、使用反引号 ` 创建原生字符串

除了使用转义符，Go 语言还提供了一种更简洁的方式来处理包含大量特殊字符的字符串：原生字符串字面量 (Raw String Literal)。这种字符串使用反引号 ` (通常位于键盘 Tab 键的上方) 来定义。

在反引号包裹的字符串中，所有的字符都按其字面意义进行解释，无需任何转义。

image.png

这种写法的输出结果与使用转义符完全相同。反引号内的内容可以随意编写，包括换行符和双引号，这与 Python 中的三引号字符串有些类似，非常适合定义多行文本或包含复杂特殊字符的文本。

4、常见的转义序列

无论是否使用原生字符串，理解并掌握常见的转义序列都至关重要。转义符 \ 可以与多个字符组合，形成具有特殊含义的序列。这些序列通常与 ASCII 控制码相对应。

以下是一些最常用的转义序列：

其中，\r\n 组合（回车并换行）在 Windows 系统中常被用作标准的换行符，而 \n 在 Unix/Linux 和 macOS 中更为常见。

image.png

5、fmt.Print 与 fmt.Println 的区别

在 Go 中，标准库 fmt 提供了多种打印函数，其中 Print 和 Println 的一个关键区别在于是否自动换行。

• fmt.Println：在打印完所有参数后，会自动在末尾添加一个换行符。
• fmt.Print：仅打印传入的参数，不会在末尾添加任何内容。

image.png

如果我们想用 Print 实现与 Println 相同的换行效果，就需要手动添加转义符 \n 或 \r\n。

image.png

掌握转义符是 Go 语言编程的基础。无论是为了在字符串中嵌入特殊字符，还是为了控制输出格式，理解 \ 和 ` 的用法都至关重要。在后续的开发中，我们会频繁地遇到这些概念，熟练运用它们将极大提升编码效率和代码的可读性。

3、格式化输出

在实际开发中，我们常常需要将不同类型的变量（如字符串、整数、浮点数等）组合成一个完整的字符串进行输出。

1、字符串拼接的挑战

使用简单的 + 号拼接字符串，在处理复杂或多类型数据时会变得非常繁琐且难以维护。

image.png

可以看到，这种方式不仅代码可读性差，还需要手动进行类型转换（如 strconv.Itoa），非常不便。

2、使用 fmt.Printf 进行格式化输出

为了解决上述问题，Go 语言提供了 fmt.Printf 函数。它允许我们使用一个模板字符串和一系列占位符（也称格式化动词），将变量优雅地嵌入到字符串中。

Printf 的工作方式：

1. 定义一个包含占位符的模板字符串。
2. 在字符串后面，按顺序提供与占位符对应的变量。
3. 函数会自动将变量替换到相应的位置，并输出到控制台。

示例：

image.png

这段代码不仅更易读、更易维护，而且 Go 会自动处理类型，我们无需再关心 int 到 string 的转换。注意 Printf 不会自动换行，因此我们在模板末尾手动添加了 \n。

3、生成格式化字符串：fmt.Sprintf

有时我们需要的不是直接打印到控制台，而是将格式化后的结果保存为一个字符串变量。这时可以使用 fmt.Sprintf。

它的用法与 Printf 完全相同，唯一的区别是它会返回一个格式化好的字符串，而不是将其打印出来。

image.png

这个函数在构建日志信息、生成 API 响应或任何需要先处理再输出的场景中非常有用。

4、性能说明

通常情况下，fmt.Printf 和 fmt.Sprintf 是构建字符串的首选方法，因为它们极大地提升了代码的可读性和可维护性。但在对性能有极端要求的场景中，手动的字符串拼接（如使用 strings.Builder）可能会有更好的性能表现。对于绝大多数应用，可读性带来的好处远超微小的性能差异。

5、常用格式化占位符

Go 提供了丰富的占位符来控制输出格式。以下是一些最常用的占位符：

宽度与对齐示例：

你还可以控制输出的宽度和对齐方式。

image.png

掌握格式化输出是 Go 语言开发者的必备技能。fmt.Printf 和 fmt.Sprintf 提供了一种强大而灵活的方式来构建和展示字符串，使得代码更加简洁和专业。在日常开发中，应优先选择这些函数来处理字符串格式化任务。

4、高性能字符串拼接

当需要拼接大量字符串，尤其是在循环中，性能就成为一个重要的考量因素。此时，strings.Builder 是最佳选择。它的性能远高于 + 拼接和 fmt.Sprintf。

strings.Builder 通过维护一个内部的字节缓冲区（buffer）来避免每次拼接都重新分配内存，从而实现高效的字符串构建。

使用步骤：

1. 创建一个 strings.Builder 实例。
2. 使用 WriteString() 或 Write() 等方法向其内部缓冲区追加内容。
3. 最后调用 String() 方法获取最终拼接完成的字符串。

image.png

虽然 strings.Builder 的代码看起来比 Sprintf 繁琐一些，但在性能敏感的场景下，它是构建字符串的不二之选。

如何选择拼接方式

掌握不同场景下最合适的字符串拼接方法，是编写高效、可维护 Go 代码的关键。

• + 拼接：仅适用于少量、简单的字符串连接。
• fmt.Sprintf：日常开发首选。代码可读性最高，使用最方便，足以应对绝大多数场景。
• strings.Builder：性能要求高的场景首选。当程序中有大量或频繁的字符串拼接操作（例如在循环内部）时，应优先使用 Builder 以获得最佳性能。

5、字符串的比较

在 Go 中，比较字符串是一项直接且常用的操作。

1、等于 (==) 和不等于 (!=)

你可以使用标准的比较运算符 == 和 != 来判断两个字符串是否完全相同。

image.png

2、大于 (>) 和小于 (<)

Go 语言同样支持使用 >、<、>= 和 <= 来比较字符串的大小。

比较规则： 字符串的比较是按字典顺序进行的。它会从左到右逐个比较两个字符串中对应位置字符的 ASCII 码值（或更准确地说是 Unicode 码点）。一旦发现差异，比较立即结束并返回结果。

image.png

6、字符串操作常用方法

Go 的标准库 strings 提供了大量实用、高效的字符串处理函数。要使用它们，首先需要导入该包：

import (  
    "strings"
)

下面我们介绍一些最常用的函数。

1、包含与计数

• strings.Contains(s, substr): 判断字符串 s 中是否包含子串 substr。
• strings.Count(s, substr): 计算子串 substr 在字符串 s 中出现的次数。

image.png

2、分割与连接

• strings.Split(s, sep): 使用分隔符 sep 将字符串 s 分割成一个字符串切片。

image.png

如果分隔符不存在，Split 会返回一个只包含原字符串的切片。

3、前缀与后缀

• strings.HasPrefix(s, prefix): 判断字符串 s 是否以 prefix 开头。
• strings.HasSuffix(s, suffix): 判断字符串 s 是否以 suffix 结尾。

image.png

4、查找位置

• strings.Index(s, substr): 查找子串 substr 在字符串 s 中首次出现的位置（字节索引）。如果不存在，则返回 -1。

image.png

注意：Index 返回的是字节位置。对于包含多字节字符（如中文）的字符串，这个位置可能不等于字符的个数。

5、替换

• strings.Replace(s, old, new, n): 将字符串 s 中的 old 子串替换为 new。参数 n 控制替换次数：
  • n < 0 (通常用 -1): 全部替换。
  • n > 0: 最多替换 n 次。

image.png

6、大小写转换

• strings.ToLower(s): 将字符串转换为全小写。
• strings.ToUpper(s): 将字符串转换为全大写。

image.png

image.png

7、修剪字符

• strings.Trim(s, cutset): 从字符串 s 的两端移除 cutset 中包含的任意字符。
• strings.TrimSpace(s): 移除字符串两端的空白字符（空格、制表符、换行符等），这是最常用的修剪函数。
• strings.TrimLeft(s, cutset) 和 strings.TrimRight(s, cutset): 分别只从左边或右边修剪。

image.png