字符串怎么定义、拼接和操作？

小象实战讲义 · Python 编程从入门到实践

在学习了数字和列表之后，本节我们进入另一种基础且无处不在的数据类型：字符串。无论是处理用户输入、读取文件还是输出信息，都离不开字符串。学完本节，你将掌握字符串的定义、拼接、访问内部字符以及使用其内置方法完成常见任务。本节是第3章《更多数据结构》的开篇，承接了之前对基本数据结构的理解，并为后续学习字典、元组等更复杂结构打下基础。

💡 核心导读

• 定义与拼接：用单/双引号定义字符串，用加号 + 或格式化方法进行拼接。
• 访问与切片：通过下标访问单个字符，使用切片语法获取子串。
• 常用方法：使用 .split()、.format()、.upper() 等方法处理和转换字符串。
• 如何探索：学会利用 IDE 补全、dir() 函数和官方文档来查找和使用更多字符串方法。

字符串的定义与拼接

字符串是用于表示文本的数据类型。在 Python 中，定义字符串主要有两种方式：使用单引号 ' 或双引号 " 将文本内容括起来。

将两个或多个字符串连接成一个新字符串的操作称为字符串拼接。最直接的方法是使用加号 +；另一种更灵活的方式是字符串格式化，它允许你将变量值嵌入到一个固定的字符串模板中。

# 使用双引号或单引号定义字符串
s1 = "hello"
s2 = 'python'
print(s1)
print(s2)

# 用加号拼接字符串
s3 = s1 + s2          # 直接拼接
print(s3)
s4 = s1 + " " + s2    # 拼接时加入空格
print(s4)

# 用格式化符号拼接：%s 代表字符串，%d 代表整数
name = "Mike"
age = 20
print("Name: %s, Age: %d" % (name, age))

a1 = 10
a2 = 20
# 在格式化字符串中进行计算
print("%d + %d = %d" % (a1, a2, a1 + a2))

hello
python
hellopython
hello python
Name: Mike, Age: 20
10 + 20 = 30

访问字符与切片操作

字符串中的每个字符都有一个位置索引（下标），索引从 0 开始。你可以像访问列表元素一样，通过方括号 [] 和索引来获取字符串中特定位置的字符；下标也可以为负数，-1 表示最后一个字符。

切片操作可以从字符串中提取一个子串。语法为 字符串[起始索引:结束索引:步长]。这是一个左闭右开区间，即包含起始索引的字符，但不包含结束索引的字符；省略起始索引时默认从开头开始，省略结束索引时默认取到末尾。

s = "hello"
print(s[0])   # 第1个字符，索引为0
print(s[-1])  # 倒数第1个字符
print(s[-2])  # 倒数第2个字符

line = "zhangsan,20"
name = line[0:8]   # 索引0到7，不含8，即名字
print(name)
print(line[:8])    # 省略起始索引，默认从0开始
print(line[0::2])  # 从0开始到末尾，步长为2，每隔一个字符取一个

h
o
l
zhangsan
zhangsan
zaga,0

常用的字符串方法

字符串类型内置了许多方法（函数），可以方便地完成各种操作。调用方法的格式是：字符串变量.方法名(参数)。

1. 判断与转换：.islower() 判断字符串是否全部由小写字母组成，.upper() 将字符串中所有字母转换为大写。

2. 切分字符串：.split(分隔符) 根据指定的分隔符将字符串切分成多个部分，并返回一个列表。

3. 格式化字符串：.format() 在字符串模板中用花括号 {} 作为占位符。花括号内可以写参数的编号，用来指定填充顺序；冒号后面可以写格式控制，例如浮点数精度或字符串显示宽度。

print("hello".islower())  # 全小写
print("Hello".islower())  # 首字母大写
print("Hello".upper())    # 转换为大写

data = "apple,banana,orange"
fruits = data.split(",")  # 以逗号为分隔符进行切分
print(fruits)
print(type(fruits))       # 查看返回值的类型

# 按顺序填充
print("{}:{}".format("name", "Mike"))
# 按编号填充，输出顺序可以自定义
print("{0} + {1} = {2}".format(2, 3, 2 + 3))
print("{2} = {1} + {0}".format(2, 3, 2 + 3))
# 控制浮点数精度，保留3位有效数字
print('{0:.3}'.format(1 / 3))
# 控制字符串显示宽度，每个占位符宽度为7个字符
print('{0:7}{1:7}'.format('use', 'python'))

True
False
HELLO
['apple', 'banana', 'orange']
<class 'list'>
name:Mike
2 + 3 = 5
5 = 3 + 2
0.333
use    python 

如何探索更多字符串方法？

Python 提供了丰富的字符串方法，我们无法一一记住。掌握以下探索工具至关重要：

1. IDE 自动补全：在集成开发环境中输入一个字符串变量后加 .，通常会弹出方法列表供你选择。
2. 使用 dir() 函数：dir(字符串变量) 可以列出该字符串对象所有可用的属性和方法名。
3. 查阅官方文档：Python 官方文档是终极参考。你可以搜索“Python string methods”找到标准库中关于字符串方法的详细说明和示例。

s = "example"
# 这会输出一个很长的方法列表，其中包含 split, upper, format 等
# 为便于阅读，下面每行打印 8 个方法名
names = dir(s)
for i in range(0, len(names), 8):
    print(names[i:i + 8])

['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__']
['__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__']
['__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__']
['__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmod__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__']
['__str__', '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold', 'center', 'count', 'encode', 'endswith']
['expandtabs', 'find', 'format', 'format_map', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isascii']
['isdecimal', 'isdigit', 'isidentifier', 'islower', 'isnumeric', 'isprintable', 'isspace', 'istitle']
['isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'maketrans', 'partition', 'removeprefix']
['removesuffix', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip']
['split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper']
['zfill']

📝 动手练一练

尝试使用一句 Python 代码将列表 ['Jan', 'Feb', 'March'] 中的单词都转换为大写，并且用 ' is followed by ' 将它们串接起来。

input_list = ['Jan', 'Feb', 'March']
# 1. 用列表推导式将每个元素转为大写，得到新列表
# 2. 用 ' is followed by ' 连接新列表中的所有字符串
result = ' is followed by '.join([word.upper() for word in input_list])
print(result)

JAN is followed by FEB is followed by MARCH

常见错误

小结

1. 字符串用单引号 ' 或双引号 " 定义，内部包含引号时需交替使用或进行转义。
2. 使用加号 + 可拼接字符串；使用 % 或 .format() 可进行格式化拼接，后者更灵活。
3. 通过下标 [索引] 可以访问字符串中的单个字符，索引从 0 开始，支持负数倒序索引。
4. 切片操作 [起始:结束:步长] 用于获取子串，区间为左闭右开。
5. 字符串对象有许多内置方法，如 .upper()、.split()、.format() 等，通过 变量名.方法名() 调用。
6. 善用 IDE 补全、dir() 函数和官方文档来探索未知的方法。

📋 行动清单

• 在 Python 交互环境中，定义一个包含你名字的字符串，分别用加号和 .format() 方法将其与“你好，”拼接并打印。
• 对字符串 "PythonProgramming" 进行切片操作，分别取出 "Python" 和 "Programming"。
• 查阅文档或使用 dir()，找到一个能将字符串 " Hello World " 首尾空格去掉的方法并尝试使用。

—— 小象教研组