0基础学Python之六：字符串（下）

Hi 大家好，我是王可乐。上一节课里，可乐和大家一起学习了字符串的概念，以及字符和它们在计算机中的数字表示，知道了什么是 ASCII 编码和 Unicode 编码。今天的课程里，可乐来带领大家看一下 Python 中是如何使用字符串的。

上一节课我们已经看到过，使用单引号或者双引号可以创建一个字符串，引号内书写合法的字符或者转义字符即可。字符串可以作为值被赋予给变量，例如我们定义变量 greeting，并赋值为字符串 Hello。

我们知道，字符串是前后相连的一串字符，那么自然地字符串有长度的概念。可以用内置函数 len() 来计算字符串的长度，例如：我们输入 len(greeting)，回车。可以看到这个字符串的长度为 5 个字符，我们看到 Hello 确实由五个字符组成。

我们可以通过下标来引用字符串中的字符，下标也就是字符在字符串中的位置，在计算机的世界里，我们以 0 开头来计数。例如 'Hello'[0]，就是字符 H；

代码中更常见的是使用变量名，我们来看一下：greeting[0]，回车，是 H；greeting[1]，回车，是 e；greeting[4]，回车，是 o。这个字符串有五个字符，因此下标最多到 4，如果下标写太大了呢？我们来看一下，输入：greeting[5]，回车。Python 告诉我们出现了一个 IndexError，下标超出了允许的范围。

在 Python 中还允许使用负数下标，作用是从后向前来访问字符。例如我们输入 greeting[-1]，回车，结果是 o；greeting[-2] 是 l；greeting[-5] 是大写 H；而如果输入 greeting[-6]，同样 Python 告诉我们出现了 IndexError，这里负数下标最多到 -5，而 -6 超出了允许的范围。

了解了下标的用法，我们来看一下字符串截取，也就是从字符串中截取出来一部分，得到一个新的字符串。实际上我们使用单独的下标来取出单个字符，就是一种特殊的字符串截取，截取出来的也是一个新字符串，只是长度为一。我们也可以来截取长一点的新字符串，例如：输入 greeting[1:4]，回车，我们得到的新字符串为 'ell'。

字符串截取时，我们使用两个数字，第一个数字是开头，就是 Hello 的 1 号，也就是第二个字符 e；而第二个数字则是结尾加一，我们看到 Hello 的 4 号，也就是第五个字符是 o，新截取出来的字符不包含这个 o，而是只到前一位的 l。换句话说，字符串截取用的下标是个前闭后开的区间。

截取字符串也可以使用负数下标，例如我们输入 greeting[1:-1]，回车，仍然得到了 'ell'。规则还是一样的，截取范围从前一个数字下标所在的字符开始，到后一个下标所在的字符之前。如果前后两个数字下标指向同一个字符，例如(输入) greeting[2:2]，那么我们只能截取到一个空字符串；或者后一个下标指向的字符比前一个下标指向的字符还要靠前，例如(输入) greeting[2:1]，也是只能得到一个空字符串。

截取字符串时，冒号前后的两个数字可以省略。例如我们输入 greeting[1:]，省略后面的下标，那么 Python 会为我们一直截取到最后一个字符；如果省略前一个下标，例如 greeting[:4]，意思是从字符串开头开始截取，于是我们得到了 Hell；按照这个规则，我们试一下 greeting[:]，不使用下标，回车，最后得到的就是整个字符串了。

此外，截取字符串使用的下标还有可能超出字符串长度范围。例如冒号后面的下标大于字符串长度时，greeting[1:100]，Python 就帮我们截取到字符串的最后一个字符为止，也就是 ello；再例如冒号前面的下标小于负数最小的下标时，greeting[-100:4]，Python 只能从字符串开头来截取，我们还是得到 Hell 这个新字符串。

在 Python 语言中，也有一些操作字符串的操作符。例如 + 号，我们知道，对于 Python 中的数字，+ 号表示将前后两个数字相加，得到一个新的数字，例如 1 + 1 回车，得到数字 2；而对于字符串，我们也可以使用 + 号操作符，只是对于字符串来说，+ 号的功能是将前后两个字符串连接起来生成一个新的字符串。例如我们输入 'Hello' + 'Python'，回车，就能得到一个新的字符串 'HelloPython'。

类似的，* 号操作符也可以用于字符串操作。和数字乘法不同，* 号操作符用于字符串时，前面是一个字符串，后面则必须是一个 int 类型的整数。例如我们输入 'Hello' * 3，就能得到一个新的字符串 'HelloHelloHello'，也就是重复了 3 遍的 Hello。

另外还有一个我们还没有见过的操作符，叫做 in。in 是 Python 的关键字，在很多地方都有特殊的含义，因此不能使用 in 作为变量名字哦。用在字符串上，in 操作符用于判断前面的字符串是否是后面字符串的子串。例如我们输入 'H' in 'Hello'，回车，得到 True；类似的输入 'a' in 'Hello'，回车，得到的是 False；in 前面的字符串不一定必须是单个字符，例如输入 'll' in 'Hello'，也是返回 True；而输入 'Ho' in 'Hello'，尽管 'H' 和 'o' 都在字符串 'Hello' 里面，但是 'Ho' 却不是 'Hello' 的子串，因此返回 False。

类似的还可以使用操作符 not in，它和 in 的用法一样，只是返回结果相反。例如 'H' not in 'Hello'，回车，返回 False，因为 'H' 是 'Hello' 的字串，因此 not in 不成立。

除了操作符，Python 还提供了丰富的标准函数来操作字符串。这些函数非常多，可乐建议大家在课后查阅一下 Python 的文档，了解一下都有哪些操作可以使用。下面可乐先给大家介绍几个常用的标准函数。

我们已经见过如何获得一个字符串的长度，它使用内置函数 len()，例如 len('Hello')，我们得到结果是 5。

另一组有用的函数是 startswith() 和 endswith()，它们和 len() 略有不同。实际上，len() 是 Python 的内置函数，而 startswith() 和 endswith() 则是方法。不过你现在不用担心什么是函数或者什么是方法，只需要知道存在这样的一些操作即可。在后面的课程中，可乐还会为你深入的讲解，让你能够更深刻地理解这些概念。

我们还是用实例演示一下，输入 'Hello'.startswith('He')，回车，返回 True；输入 'Hello'.startwith('H')，还是返回 True；输入 'Hello'.startwith('o')，这次返回 False。在这里，startswith() 用来判断括号里面的字符串是否是点号前面字符串的开头；endswith() 的用法也是类似的，只是它用来判断括号里的字符串是否是前面字符串的结尾。当然，这两个函数还有其他的用法，等你学习了可乐后面的课程，理解了函数的概念，就可以从 Python 的文档中解读出来这些函数的用法了。

我们再来看一个函数 count()。先演示一下，输入 'Hello'.count('l')，回车，得到 2。它的意思是在 Hello 这个字符串里，l 这个字符串出现了两次；再比如我们输入 'Hello'.count('He')，你应该可以猜到，结果是 1；而如果括号里的字符串并没有在前面的字符串里出现过，例如 'Hello'.count('a')，如你所见，结果就是 0 了。

我们再来看一个函数 join()。这个函数复杂一点，我们还是从例子入手：输入 ';'.join(['a', 'b', 'c'])，回车，我们得到了一个新的字符串，就是以分号分隔的 a, b 和 c。在这个语句里，函数的圆括号里面是一个叫做列表的东西，我们会在后面的课程里为大家介绍它。现在你只需要知道列表里包含了三个字符串 'a', 'b' 和 'c'，而 join() 函数则将它们连接起来，并且在中间插入点号前面指定的字符串作为分隔符。

最后，可乐再为大家介绍另一个函数 format()。还是先看一个例子：输入 '生命、宇宙以及一切的终极答案是 {}。'.format(42)，回车。可以看到，Python 用 42 替换了前面字符串里的一对 {}，得到了一个新的字符串。这种操作叫做格式化字符串，简单说就是将括号里的内容，也叫参数，替换到 {} 所在的位置。不过，format() 的功能远远不止这么简单，我们再看一个例子：

首先我们定义三个变量，输入 a = 2, b = 3, c = 7，然后输入 ', and '.format(a, b, c)，回车，我们得到字符串 '2, 7 and 3'。可以看到，我们在 format() 的括号里使用了变量作为参数，而且可以使用任意多个参数；此外，在 format() 前面字符串的 {} 里，我们用编号来指定了这个位置应该放入第几个参数。

除了使用编号，还可以使用名字来指定要替换的参数，例如：输入 ', and '.format(first=a, second=c, third=b)，回车。我们得到了和上面一样的结果。

除了指定替换的参数，花括号里还可以指定替换参数所使用的格式。例如，控制浮点数的小数点位数：输入 a = 74 / 13，回车，我们得到了一个很长的小数；然后，输入 '答案是 {:.2f}'.format(a)，回车，可以看到，输出的结果中小数点后只保留了两位。在这里，{} 内的 :.2f 控制了变量 a 在最终字符串中的展示方式。

format() 函数支持非常丰富和精细的格式控制，大家在我们后面的课程中还会看到，要了解比较全面的格式控制方法，大家也可以自行查阅 Python 文档。

好了，本节课的内容我们就先介绍到这里。看完本节课的内容，可乐希望大家在 Python 的文档中查找一下字符串操作相关的标准函数。除了可乐提到过的之外，建议大家了解一下例如 find(), index(), isalnum(), isalpha(), isdigit(), isnumeric(), isdecimal(), strip(), replace(), translate() 等常用的函数。此外，大家还可以从文档中查找一下 format() 函数的其他用法，以及字符串格式化的另一种方法——使用 %，作为对本节课内容的补充。那么，这节课的内容就到这里，我们下期见咯。

往期课程：

《0基础学Python之三：数字运算（上）》

《0基础学Python之四：数字运算（下）》

《0基础学Python之五：字符串（上）》