1. 什么是字符串
在Python中，字符串（String）是一种数据类型，用于表示文本数据。字符串由一系列字符组成，可以包括字母、数字、符号和空格等。字符串在Python中使用单引号（'）或双引号（"）括起来，例如：'hello' 或 "world"。
2. 字符串的基本操作
2.1 创建字符串
你可以使用单引号或双引号来创建字符串：
str1 = 'Hello, World!'
str2 = "Hello, Python!"
对于包含多行文本的字符串，可以使用三引号（单引号或双引号）：
str3 = '''This is a
multi-line
string.'''
2.2 字符串的索引和切片
字符串中的每个字符都有一个索引，索引从0开始。你可以通过索引访问字符串中的单个字符：
str1 = "Hello, World!"
print(str1[0]) # 输出：H
print(str1[7]) # 输出：W
负索引用于从字符串末尾开始计数：
print(str1[-1]) # 输出：!
print(str1[-5]) # 输出：o
切片用于获取字符串的子字符串，通过指定起始和结束索引：
print(str1[0:5]) # 输出：Hello
print(str1[7:12]) # 输出：World
你也可以使用负索引进行切片：
print(str1[-6:-1]) # 输出：World
2.3 字符串拼接
你可以使用加号（+）将两个或多个字符串连接起来：
str1 = "Hello"
str2 = "World"
str3 = str1 + ", " + str2 + "!"
print(str3) # 输出：Hello, World!
2.4 重复字符串
使用乘法运算符（*）可以重复字符串：
str1 = "Hello"
str2 = str1 * 3
print(str2) # 输出：HelloHelloHello
2.5 字符串长度
使用内置函数len()可以获取字符串的长度：
str1 = "Hello, World!"
print(len(str1)) # 输出：13
3. 字符串的方法
Python 提供了许多字符串方法，用于执行各种字符串操作。
3.1 转换大小写
str.lower(): 将字符串转换为小写str.upper(): 将字符串转换为大写str.capitalize(): 将字符串的首字母大写str.title(): 将字符串的每个单词的首字母大写
示例：
str1 = "Hello, World!"
print(str1.lower()) # 输出：hello, world!
print(str1.upper()) # 输出：HELLO, WORLD!
print(str1.capitalize()) # 输出：Hello, world!
print(str1.title()) # 输出：Hello, World!
3.2 去除空白字符
str.strip(): 去除字符串两端的空白字符str.lstrip(): 去除字符串左端的空白字符str.rstrip(): 去除字符串右端的空白字符
示例：
str1 = " Hello, World! "
print(str1.strip()) # 输出：Hello, World!
print(str1.lstrip()) # 输出：Hello, World!
print(str1.rstrip()) # 输出： Hello, World!
3.3 查找和替换
str.find(sub): 查找子字符串sub在字符串中第一次出现的位置，若未找到则返回-1str.rfind(sub): 查找子字符串sub在字符串中最后一次出现的位置，若未找到则返回-1str.replace(old, new): 将字符串中的子字符串old替换为new
示例：
str1 = "Hello, World!"
print(str1.find("World")) # 输出：7
print(str1.rfind("o")) # 输出：8
print(str1.replace("World", "Python")) # 输出：Hello, Python!
3.4 分割和连接
str.split(sep): 使用分隔符sep将字符串分割成列表str.join(iterable): 使用字符串连接一个可迭代对象中的元素
示例：
str1 = "Hello, World, Python"
print(str1.split(", ")) # 输出：['Hello', 'World', 'Python']words = ["Hello", "World", "Python"]
print(", ".join(words)) # 输出：Hello, World, Python
4. 格式化字符串
Python 提供了几种方式来格式化字符串，包括百分号（%）、str.format()方法和f-strings。
4.1 百分号（%）格式化
这种方法类似于C语言的printf，使用%符号进行占位符替换：
name = "Alice"
age = 25
print("My name is %s and I am %d years old." % (name, age))
4.2 str.format()方法
这种方法使用花括号{}作为占位符，并在字符串末尾调用format()方法：
name = "Alice"
age = 25
print("My name is {} and I am {} years old.".format(name, age))
你还可以在花括号中指定位置和关键字参数：
print("My name is {0} and I am {1} years old.".format(name, age))
print("My name is {name} and I am {age} years old.".format(name=name, age=age))
4.3 f-strings
从Python 3.6开始，引入了f-strings（格式化字符串字面量），在字符串前加上f或F，并在花括号中插入表达式：
name = "Alice"
age = 25
print(f"My name is {name} and I am {age} years old.")
5. 字符串编码与解码
字符串在Python内部是以Unicode编码存储的，有时需要将字符串编码为字节或将字节解码为字符串。常用的编码方法有str.encode()和bytes.decode()。
5.1 编码字符串
使用str.encode(encoding='utf-8')将字符串编码为字节对象：
str1 = "Hello, World!"
byte_str = str1.encode('utf-8')
print(byte_str) # 输出：b'Hello, World!'
5.2 解码字符串
使用bytes.decode(encoding='utf-8')将字节对象解码为字符串：
byte_str = b'Hello, World!'
str1 = byte_str.decode('utf-8')
print(str1) # 输出：Hello, World!
6. 字符串的高级操作
6.1 正则表达式
正则表达式（Regular Expressions）是用于匹配字符串模式的强大工具。Python中的re模块提供了正则表达式相关的功能。
示例：
import repattern = r'\b\d{3}-\d{3}-\d{4}\b'
text = "Contact me at 123-456-7890 or 987-654-3210."
matches = re.findall(pattern, text)
print(matches) # 输出：['123-456-7890', '987-654-3210']
6.2 字符串模板
string模块提供了Template类，可以使用占位符进行字符串替换：
from string import Templatetemplate = Template("Hello, $name!")
message = template.substitute(name="Alice")
print(message) # 输出：Hello, Alice!
7. 常见字符串操作示例
7.1 统计单词频率
text = "Hello, world! Hello, Python. Hello, everyone."
words = text.lower().split()
word_freq = {}
for word in words:word_freq[word] = word_freq.get(word, 0) + 1
print(word_freq)
7.2 反转字符串
str1 = "Hello, World!"
reversed_str = str1[::-1]
print(reversed_str) # 输出：!dlroW ,olleH
7.3 检查字符串是否为回文
def is_palindrome(s):s = s.lower().replace(' ', '')return s == s[::-1]print(is_palindrome("A man a plan a canal Panama")) # 输出：True
字符串是Python中非常重要且常用的数据类型。通过对字符串的基本操作、字符串方法、格式化、编码解码、正则表达式等知识的学习和掌握，可以有效地处理和操作文本数据。在实际应用中，字符串操作无处不在，从数据处理到文本分析，无不需要对字符串的熟练掌握。
![[数据结构] --- 树](http://pic.xiahunao.cn/[数据结构] --- 树)
