Python从入门到实战-第 8 章:数据结构(Part I)

score = 88course = "Python程序设计"

s = "Python"print(s[0]) # 输出：Pprint(s[3]) # 输出：h

s = "Python"print(s[5]) # 输出：nprint(s[-1]) # 输出：n

[start:stop: step]

s = "Python"print(s[2:6]) # 输出：thon

s = "Python"print(s[2:]) # 输出：thon

s = "Python"print(s[:4]) # 输出：Pyth

s = "Python"print(s[:]) # 输出：Python

s = "Python"print(s[::2]) # 输出：Pto

s = "Python"print(s[::-1]) # 输出：nohtyP

s = "Python从入门到实战.pdf"print(s[-4:]) # 输出：.pdf

s = "Python"print(s[-1:-6]) # 控制台看到的是空白

s = "Python"print(s[-1:-6:-1]) # 输出：nohty

s1 = "Hello"s2 = "Python"s = s1 + "," + s2print(s) # 输出：Hello,Python

x = 1s = "Python"print(x + s)

print("--------------------")

print("-" * 20)

password = "admin"print(len(password))

s = "Hello,Python"print("P" in s) # 输出：Trueprint("Python" not in s) # 输出：False

s1 = "python"print(s1.upper()) # 输出：PYTHONs2 = "PYTHON"print(s2.lower()) # 输出：pythons3 = "hello, python"print(s3.capitalize()) # 输出：Hello, pythonprint(s3.title()) # 输出：Hello, Pythons4 = "Python"print(s4.swapcase()) # 输出：pYTHONprint(s2.isupper()) # 输出：Trueprint(s1.islower()) # 输出：Trues5 = "Hello, Python"print(s5.istitle()) # 输出：Trueprint(s5.isalpha()) # 输出：Falses6 = "123456789"print(s6.isdigit()) # 输出：True

s = "   Hello Python  "print(s.strip()) # 输出：Hello Pythonprint(s.lstrip()) # 输出：Hello Python  （右边空格还在）print(s.rstrip()) # 输出：   Hello Python（左边有空格）

s = "##Python##"print(s.strip("#")) # 输出：Python

查找与替换

字符串查找可以使用find()和index()方法，它们两个功能相似，不同之处在于find()如果查找不到指定子串会返回-1，而index()则会抛出异常，如果能查找到则返回子串第一次出现的索引。

我们来看一个例子，比如在“Hello,Python”这个字符串中查找字符o，那么我们可以这么实现：

s = "Hello,Python"print(s.find("o")) # 输出：4print(s.index("o")) # 输出：4print(s.find("a")) # 输出：-1print(s.index("a")) # 会打印ValueError的异常信息

它们还都支持指定搜索范围，第二和第三个参数分别是start（开始索引）和end（结束索引）。它们还有rfind()和rindex()方法，也就是支持从字符串右侧开始查找。你猜为什么没有lfind()和lindex()方法呢？给你2秒钟时间考虑.

因为默认就是从左侧开始查找的啊（哈哈...）。

如果我们想统计一个子串在字符串中出现的次数，可以使用count()方法，比如统计字符串“Hello,Python”中有多少个o，可以这么写：

s = "Hello,Python"print(s.count("o"))

count()方法中也支持start和end索引位置的设置。

替换字符串可以使用replace(old, new, /, count=-1)方法:

• • 参数old表示要被替换掉的旧字符串（可以是单个字符，也可以是多个字符）
• • 参数new表示用来替换old的新字符串
• • 参数count是可选参数，表示指定最多替换多少次，默认为-1表示替换掉所有匹配的旧子串

我们来看一个例子：

s = "Hello,Python,Python,Python"print(s.replace("Python", "Go")) # 输出：Hello,Go,Go,Goprint(s.replace("Python", "Go", 2)) # 输出：Hello,Go,Go,Python

除了replace()方法，Python中还有translate()、re.sub()（基于正则表达式）等方法来实现字符串替换，这里就不再详细介绍了。

分割与拼接

字符串分割是指将一个字符串按照指定的分隔符切成多个子串，并返回包含这些子串的列表。split()方法是比较常用的字符串分割方法，适合处理csv、日志文件、配置文件等有固定格式分割的文本，我们来看一下例子：

s = "Hello,Python"print(s.split(",")) # 输出：['Hello', 'Python']

上面的例子，我们用逗号分隔了字符串，得到的是包含子串的列表，之后我们可以进行其他的操作。如果你想将字符串只分割一部分，split()方法还有第二个参数，可以指定分割的次数，示例如下：

s = "Hello,Python,Java,Go"print(s.split(",", 2)) # 输出：['Hello', 'Python', 'Java,Go']

split()方法是从左侧开始分割，Python中还提供了反向分割的方法，也就是从右侧开始分割，使用rsplit()方法，它和split()几乎一样，差异在指定分割次数时，rsplit()是从右侧开始分割指定的次数，我们来看一个例子：

path = "/user/local/data/test.txt"print(path.split("/", 1)[1]) # 输出：user/local/data/test.txtprint(path.rsplit("/", 1)[1]) # 输出：test.txt

对于一个文件路径，如果都只分割一次，并取索引为1的值，它们得到的结果是不同的，从这个例子中我们可以看出同样分割一次，提取文件名，rsplit()方法还是有些优势的。

以上我们说到的主要是分割单行文本，split()方法虽然也可以处理分割多行文本，但由于不同的系统换行分隔符有些差异，处理起来可能比较麻烦或者要踩一些坑，在Python中其实提供了一个更好的行分割方法：splitlines()，它比较适合处理多行文本，而且跨平台友好，我们来看一下如何使用：

lines = "IP:192.168.1.100\nport:5000"print(lines.splitlines()) # 输出：['IP:192.168.1.100', 'port:5000']

拼接和分割可以说是互为逆操作，分割将一个字符串拆成列表，而拼接是将列表/元组中元素（必须是字符串类型）拼成一个字符串，join()方法是Python中比较常用的一个拼接方法。我们来看一个例子：

words = ["Hello", "Python"]print(",".join(words)) # 输出：Hello,Python

这里尤其需要注意的是列表/元组中的元素必须是字符串类型，否则会出现TypeErrory异常。我们在拼接和重复那部分聊到了+运算符可以将字符串连接起来，从功能上来说，join()方法能实现的，+运算符也可以实现，但两者在性能上会有差距，join()方法更高效。因为字符串是不可变对象，使用+运算符就意味着每次拼接都要创建一个新的字符串并复制旧的内容，而join()方法会先计算最终字符串的总长度，只分配一次内存。

判断前缀与后缀

判断字符串的前缀用startswith()方法，后缀用endswith()方法，返回的结果是True或False，我们来看一个例子：

s = "http://localhost:5000/example"print(s.startswith("http")) # 输出：Trues1 = "Python从入门到实战.pdf"print(s1.endswith(".pdf")) # 输出：True

startswith()和endswith()方法都还有两个参数，第二和第三个参数分别是start和end，也就是起始索引和结束索引，在这个指定范围内判断前缀和后缀。前缀和后缀的判断不仅仅支持一个元素，还可以使用元组进行多个元素的判断，匹配到元组中的任何一个元素都会返回True，否则返回False。

我们来看一个例子：

s = "http://localhost:5000/example"print(s.startswith(("ftp", "https", "http"))) # 输出：Trues1 = "Python从入门到实战.pdf"print(s1.endswith((".txt", "doc", ".pdf"))) # 输出：True

格式化字符串

在Python中格式化字符串不止一种方式，但对于我们现在使用的3.14.x的版本来说，必须要了解的当首推f-string，简单来说，就是在字符串前加f或F，在{}内嵌入变量或表达式，我们在前面的文章中也有用到，现在我们来看一个例子：

name = "张三"age = 20print(f"姓名：{name}，年龄：{age}") # 输出：姓名：张三，年龄：20

在{}中放入变量是比较基础的用法，我们上面说到还可以放入表达式，比如：

x = 1y = 2print(f"{x} + {y} = {x + y}") # 输出：1 + 2 = 3

表达式也不仅仅支持上面的这种算术表达式，还可以是函数或方法。比如：

name = "zhang san"print(f"His name is {name.title()}") # 输出：His name is Zhang San

f-string还提供了一些格式化输出，在{}内使用:来分割表达式和格式说明符，语法是这样的：

{expression:format_spec}

它可以控制浮点数精度、数字填充与对齐、千位分隔符、进制转换、百分比等，我们来看一些例子：

PI = 3.1415926print(f"*保留2位小数：{PI:.2f}") # 输出PI结果：3.14N = 20print(f"****默认输出：{N}")print(f"指定宽度输出：{N:5}")print(f"******右对齐：{N:>5}")print(f"******左对齐：{N:<5}")print(f"****居中对齐：{N:^5}")print('-' * 20)LARGE_NUM = 1000000print(f"千位分隔符：{LARGE_NUM:,}")print(f"千位分隔符：{LARGE_NUM:_}")print(f"进制转换：{N:b}")PERCENT = 0.86743print(f"百分比：{PERCENT:.1%}")

上述代码的输出结果为：

*保留2位小数：3.14****默认输出：20指定宽度输出：   20******右对齐：   20******左对齐：20   ****居中对齐： 20  --------------------千位分隔符：1,000,000千位分隔符：1_000_000进制转换：10100百分比：86.7%

我们用*作为占位符，这样可以更容易看出指定宽度和不同对齐输出结果的区别。根据上面的代码和输出的结果想必你也大致总结出了格式说明符的规则，我们来说一下上面的这些格式说明符：

• • .2f是设置浮点数精度，这里的.2意思是保留两位小数，f表示以浮点数形式展示，保留的小数位数可以根据实际情况设置。
• • N:5表示设置输出的宽度为5个字符，>表示右对齐，^表示居中，<表示左对齐。我们还可以用,和_来将一个大数每三位分割一次，这样便于阅读。
• • N:b表示将变量N代表的数字输出为二进制，还可以设置其他的进制输出，比如：d表示十进制，o表示八进制，x表示十六进制等。
• • PERCENT:.1%是用%来展示百分比输出，这里的.1也是指定的输出小数的位数，但不需要带f，因为用了%也就意味着输出浮点格式。

在Python 3.8 f-string中还增加了一个调试说明符=，在表达式后使用=可以同时输出表达式和值，方便调试，我们来看一个例子：

x = 1y = 2print(f"{x + y = }") # 输出：x + y = 3

f-string是将变量或表达式嵌入到{}中，但是如果我想输出{}呢？那就多套两层，使用两个{{}}进行转义，示例如下：

name = "张三"print(f"{{{name}}}") # 输出：{张三}

上面的f-string的使用方法，我们介绍的都是单行输出，f-string也可以进行多行输出，可以使用三个单引号（'''）或三个双引号（"""），我们来看一下例子：

name = "张三"age = 20s = f""""name": {name},"age": {age}"""print(s)

上述代码输出的结果为：

"name": 张三,"age": 20

如果你仔细观察可能会发现输出的内容在前后都多了一个空行，这是由于开头和结尾的三个引号引起的，输入三个引号后我们回车继续输入内容，其实是隐藏了一个换行符，结尾也是一样。

编码与解码

Python中的字符串类型是我们能够看得懂的Unicode字符序列，也就是文本，编码就是将文本转换为字节，解码则是将字节还原为文本。编码使用的是str中的encode()方法，解码使用的是decode()方法。

字符串的编码与解码在文本读取、网络通信、数据存储、字符集转换场景中都很常见。我们来看一下如何使用：

s = "Python从入门到实战"e = s.encode('utf-8')print(e) # 输出：b'Python\xe4\xbb\x8e\xe5\x85\xa5\xe9\x97\xa8\xe5\x88\xb0\xe5\xae\x9e\xe6\x88\x98'print(e.decode('utf-8')) # 输出：Python从入门到实战

这一章内容比较多，我拆分成了两部分，第一部分就先写到这，第二部分在下一篇文章中写。