python基础 14.字符串

字符串

　　在python中字符串是基本数据类型，是一个不可变的字符序列

　　字符串的驻留机制

　　　　仅保存一份相同且不可变字符串的方法，不同的值被存放在字符串的驻留池中，python的驻留机制对相同的字符串只保留一份拷贝，后续创建相同字符串时，不会开辟新空间，而是把该字符串的地址赋给新创建的变量

　　　　驻留机制的几种情况（交互模式）

　　　　　　字符串的长度为0或1时

　　　　　　符合标识符的字符串

　　　　　　字符串只在编译时进行驻留，而非运行时

　　　　　　如上图，a、b的值是在程序运行前产生的，而c是在程序运行中通过join方法产生的

　　　　[-5,256]之间的整数数字

　　sys中的intern方法强制2个字符串指向同一个对象

　　　　#注：intern函数只能用在str类型，不能用在int等类型

　　PyCharm对字符串进行了优化处理

# # ----------字符串----------
a = 'abc'
b = "abc"
print(a, id(a))
print(a, id(b))
a = ''
b = ''
print(a is b)
a = '%'
b = '%'
print(a is b)
a = 'a%'
b = 'a%'
print(a is b)
print(a == b)
a = 'a_'
b = 'a_'
print(a is b)

　　　　驻留机制的优缺点

　　　　　　当需要值相同的字符串是，可以直接从字符串池中拿出来使用，避免频繁的创建和销毁，提升效率和节约内存，因此拼接字符串和修改字符串是会比较影响性能的

　　　　　　在需要进行字符串拼接时建议使用str类型的join方法，而非+，因为join()方法事先计算出所有字符串中的长度，然后在拷贝，只new一次对象，比+效率高

　　字符串的常用操作

　　　　字符串查询操作

功能	方法名称	作用
查询方法	index()	查找子串substr第一次出现的位置，如果查找的子串不存在时，抛出ValueError
	rindex()	查找子串substr最后一次出现的位置，如果查找的子串不存在时，抛出ValueError
	find()	查找子串substr第一次出现的位置，如果查找的子串不存在时，返回-1
	rfind()	查找子串substr最后一次出现的位置，如果查找的子串不存在时，返回-1

# 字符串查询操作
s = 'abcabca'
print(s.index('c'))
print(s.rindex('c'))
print(s.find('c'))
print(s.rfind('c'))
# print(s.index('cb'))
# Traceback (most recent call last):
#   File "D:\PycharmProjects\pystu\demo.py", line 788, in <module>
#     print(s.index('cb'))
# ValueError: substring not found
print(s.find('cb'))  # -1

　　　　字符串大小写转换操作

功能	方法名称	作用
大小写转换	upper()	把字符串中所有字符都转成大写字符
	lower()	把字符串中所有字符都转成大写字符
	swapcase()	把字符串中所有大写字符都转成小写字符，所有小写字符转成大写字符
	capitalize()	把第一个字符转成大写，其余字符转换成小写
	title()	把每个单词的首字符转成大写，其余为小写

# 字符串大小写转换操作
a = 'abc ABC'
print(a, id(a))
print(a.upper(), id(a.upper()))  # 转换之后会产生一个新的字符串对象
print(a.lower())
print(a.swapcase())
print(a.capitalize())
print(a.title())

　　　　字符串内容对齐操作

功能	方法名称	作用
字符串对齐	center()	居中对齐，第1个参数指定宽度，第2个参数指定填充符，第2个参数是可选的，默认是空格，如果设置宽度小于实际宽度则返回原字符串
	ljust()	左对齐，第1个参数指定宽度，第2个参数指定填充符，第2个参数是可选的，默认是空格，如果设置宽度小于实际宽度则返回原字符串
	rjust()	右对齐，第1个参数指定宽度，第2个参数指定填充符，第2个参数是可选的，默认是空格，如果设置宽度小于实际宽度则返回原字符串
	zfill()	右对齐，左边用0填充，该方法只接受一个参数，用于指定字符串的宽度，如果指定的宽度小于等于字符串的长度，返回字符串本身

# 字符串内容对齐操作
a = 'python'
print(a.center(20, '*'))
print(a.ljust(20, '*'))
print(a.rjust(0, '*'))
print(a.rjust(20, '*'))
print(a.rjust(20))
print(a.zfill(10))
print('-111'.zfill(6))

　　　　字符串劈分操作

功能	方法名称	作用
字符串的劈分	split()	从字符串的左边开始劈分，默认劈分字符时空格字符串，返回的值都是一个列表
		以通过参数sep指定劈分字符串式的劈分符
		通过参数maxsplit指定劈分字符串的最大劈分次数，在经过最大次劈分之后，剩余的子串会单独作为一部分
	rsplit()	从字符串的右边开始劈分，默认劈分字符时空格字符串，返回的值都是一个列表
		以通过参数sep指定劈分字符串式的劈分符
		通过参数maxsplit指定劈分字符串的最大劈分次数，在经过最大次劈分之后，剩余的子串会单独作为一部分

# 字符串分割操作
s = 'hello, my name is XXX'
a = s.split()  # 默认分割符是空格
b = s.rsplit(maxsplit=1)  # maxsplit是最大分割数，即最多分n次
c = s.split('m')  #
d = s.split('z')  # 字符串中没有分割符，不分割
# d = s.split('')
# Traceback (most recent call last):
#   File "D:\PycharmProjects\pystu\demo.py", line 821, in <module>
#     d = s.split('')
# ValueError: empty separator
print(a, b, c, d)

　　　　字符串判断的相关方法

功能	方法名称	作用
判断字符串的方法	isidentifier()	判断指定的字符串是不是合法的标识符
	isspace()	判断指定的字符串是否全部由空白字符组成（回车、换行、水平制表符）
	isalpha()	判断指定的字符串是否全部由字母组成
	isdecimal()	判断指定的字符串是否全部由十进制的数字组成
	isnumeric()	判断指定的字符串是否全部由数字组成
	isalnum()	判断指定的字符串是否全部由字母和数字组成

# 判断字符串操作的方法
a = 'hello,my mane is XXX'
print('1.', a.isidentifier())
print('2.', '\''.isidentifier())
print('3.', 'a'.isidentifier())
print('4.', ' \t\n '.isspace())
print('5.', 'a'.isspace())
print('6.', 'abc'.isalpha())
print('7.', 'a1'.isalpha())
print('8.', '张三'.isalpha())
print('9.', 'a1'.isdecimal())
print('10.', '1234'.isdecimal())
print('11.', '123456'.isnumeric())
print('12.', '1.234'.isnumeric())
print('13.', 'a1_'.isalnum())
print('14.', 'a1'.isalnum())

　　　　字符串的替换与合并

功能	方法名称	作用
字符串替换	replace()	第1个参数指定被替换的子串，第2个参数指定替换子串的字符串，该方法返回替换后得到的字符串，替换前的字符串不发生变化，调用该方法时可以通过第3个参数指定最大替换次数
字符串合并	join()	将列表或元组中的字符串合并成一个字符串

# 字符串的替换与合并
a = 'hello,my name is XXX XXX'
print(a.replace('XXX', 'a', 1))
 
b = ['a', 'bc', ' '] # 列表或字符串的内容只能是str类型的，否则会报错
c = '-'
d = ('a', 'b', 'c')
print(c.join(b))
print(c.join(d))
print('!'.join('python'))

　　　　字符串的比较

　　　　　　运算符：>、>=、<、<=、==、!=

　　　　　　比较规则：首先比较两个字符串中的第一个字符，如果相等则继续比较下一个字符，依次比较下去，知道两个字符串中的字符不相等时，其比较结果就是两个字符串的比较结果，两个字符串中的所有后续字符将不再被比较

　　　　　　比较原理：两个字符进行比较时，比较的是其ordinal value（原始值），调用内置函数ord可以得到指定字符的原始值，与内置函数ord对应的是内置函数chr，调用内置函数chr时指定原始值可以得到其对应的字符

　　　　　　==和is的区别

　　　　　　　　==比较的是值是否相等，值相等则True；is比较的是存储空间id是否相等，相等才为True

# 字符串的比较
print('app' >= 'app')
print('apple' > 'banana')
print(ord('a'), ord('b'))
print(chr(97), chr(121))
a = 'python'
b = "python"
print(a == b)
print(a is b)

　　　　字符串的切片操作

　　　　　　字符串是不可变类型

　　　　　　不具备增、删、改等操作

　　　　　　切片操作将产生新的对象

# 字符串切片操作
a = 'hello,my name is XXX'
print(a, id(a))
print(a[:5], id(a[:5]))  # 没有指定起始位置情况下，从0开始切
print(a[6:])  # 没有指定结束位置时，切到字符串的最后一个元素
print(a[6:16:3])
print(a[-1:-15:-1])

　　　　格式化字符串

　　　　　　为什么需要格式化字符串

　　　　　　　　在python中我们会遇到一个问题，问题是如何输出格式化的字符串。我们经常会输出类似'亲爱的xxx你好！你xx月的话费是xx，余额是xx'之类的字符串，而xxx的内容都是根据变量变化的，所以，需要一种简便的格式化字符串的方式。

　　　　　　格式化字符串的两种方法

　　　　　　　　%作占位符

　　　　　　　　　　%s：字符串；

　　　　　　　　　　%i或%d：整数；

　　　　　　　　　　%f：浮点数

　　　　　　　　{}作占位符

# 格式化字符串
name = 'zhangsan'
age = 20
print('我是%s，今年%d岁' % (name, age))
print('我是{0}，今年{1}岁'.format(name, age))
print('%d' % 10)
print('%10d' % 10)  # %10d表示宽度
print('%.3f' % 3.14159)  # 保留三位小数,同下一行
print('{0:.3f}'.format(3.1415926))
# 同时表示宽度和精度
print('%10.3f' % 3.14159)  # 总宽度10，小数点后三位,同下一行
print('{0:10.3f}'.format(3.14159))

　　　　字符串的编码转换

　　　　　　为什么需要字符串的编码转换

　　　　　　　　字符串在网络中进行传输需要用字节传输，先转换为字节类型传输，再转换成字符串进行演示

　　　　　　编码和解码的方式

　　　　　　　　编码：将字符串转换为二进制数据

　　　　　　　　解码：将byte类型的数据转换成字符串类型

# 字符串的编码转换
# 编码
s = '天涯共此时'
print(s.encode(encoding='GBK'))  # b'\xcc\xec\xd1\xc4\xb9\xb2\xb4\xcb\xca\xb1'
print(s.encode(encoding='utf-8'))
# 解码
gbkbyte = s.encode(encoding='GBK')
print(gbkbyte.decode(encoding='GBK'))  # byte代表一个二进制数据
# print(gbkbyte.decode(encoding='utf-8'))  # GBK编码的不能用utf-8来解码，会报以下错误，反之亦然
# Traceback (most recent call last):
#   File "D:\PycharmProjects\pystu\demo.py", line 896, in <module>
#     print(gbkbyte.decode(encoding='utf-8'))
# UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xcc in position 0: invalid continuation byte
utfbyte = s.encode(encoding='utf-8')
print(utfbyte.decode(encoding='utf-8'))