Python 字符串教程及应用案例

目录

字符串简介

创建字符串

字符串的基本操作

访问字符串中的字符

字符串切片

字符串连接

字符串重复

字符串的常用方法

查找子字符串

替换子字符串

分割字符串

去除空白字符

大小写转换

字符串格式化

字符串的不可变性

字符串的编码与解码

字符串的高级操作

正则表达式

字符串与列表的转换

字符串的遍历

总结

1. 字符串简介

字符串是 Python 中最常用的数据类型之一。字符串是由零个或多个字符组成的序列，可以用单引号 (')、双引号 (") 或三引号 (''' 或 """) 来定义。

2. 创建字符串

# 使用单引号 str1 = 'Hello, World!' # 使用双引号 str2 = "Hello, World!" # 使用三引号（多行字符串） str3 = '''Hello, World!'''

3. 字符串的基本操作

访问字符串中的字符

字符串中的每个字符都有一个索引，索引从 0 开始。可以使用索引来访问字符串中的字符。

str1 = "Hello, World!" print(str1[0]) # 输出: H print(str1[7]) # 输出: W

字符串切片

可以使用切片操作来获取字符串的子串。

str1 = "Hello, World!" print(str1[0:5]) # 输出: Hello print(str1[7:12]) # 输出: World

字符串连接

可以使用 + 操作符来连接两个字符串。

str1 = "Hello" str2 = "World" str3 = str1 + ", " + str2 + "!" print(str3) # 输出: Hello, World!

字符串重复

可以使用 * 操作符来重复字符串。

str1 = "Hello" print(str1 * 3) # 输出: HelloHelloHello

4. 字符串的常用方法

查找子字符串

使用 find() 方法可以查找子字符串在字符串中的位置。如果找不到，返回 -1。

str1 = "Hello, World!" print(str1.find("World")) # 输出: 7 print(str1.find("Python")) # 输出: -1

替换子字符串

使用 replace() 方法可以替换字符串中的子字符串。

str1 = "Hello, World!" str2 = str1.replace("World", "Python") print(str2) # 输出: Hello, Python!

分割字符串

使用 split() 方法可以将字符串按指定的分隔符分割成列表。

str1 = "Hello, World!" words = str1.split(", ") print(words) # 输出: ['Hello', 'World!']

去除空白字符

使用 strip() 方法可以去除字符串两端的空白字符。

str1 = " Hello, World! " str2 = str1.strip() print(str2) # 输出: Hello, World!

大小写转换

使用 upper() 和 lower() 方法可以将字符串转换为大写或小写。

str1 = "Hello, World!" print(str1.upper()) # 输出: HELLO, WORLD! print(str1.lower()) # 输出: hello, world!

字符串格式化

可以使用 format() 方法或 f-string 来格式化字符串。

# 使用 format() 方法 name = "Alice" age = 25 str1 = "My name is {} and I am {} years old.".format(name, age) print(str1) # 输出: My name is Alice and I am 25 years old. # 使用 f-string str2 = f"My name is {name} and I am {age} years old." print(str2) # 输出: My name is Alice and I am 25 years old.

5. 字符串的不可变性

字符串是不可变的，这意味着一旦创建了一个字符串，就不能更改它的内容。如果需要修改字符串，实际上是创建了一个新的字符串。

str1 = "Hello" str1[0] = "h" # 这行代码会报错

6. 字符串的编码与解码

Python 中的字符串是 Unicode 字符序列。可以使用 encode() 方法将字符串编码为字节序列，使用 decode() 方法将字节序列解码为字符串。

str1 = "Hello, World!" encoded_str = str1.encode("utf-8") print(encoded_str) # 输出: b'Hello, World!' decoded_str = encoded_str.decode("utf-8") print(decoded_str) # 输出: Hello, World!

7. 字符串的高级操作

正则表达式

Python 的 re 模块提供了正则表达式的支持，可以用来进行复杂的字符串匹配和替换操作。

import re str1 = "The rain in Spain" result = re.search("^The.*Spain$", str1) if result: print("Match found!") # 输出: Match found!

字符串与列表的转换

可以使用 list() 函数将字符串转换为字符列表，使用 join() 方法将字符列表转换回字符串。

str1 = "Hello" char_list = list(str1) print(char_list) # 输出: ['H', 'e', 'l', 'l', 'o'] str2 = "".join(char_list) print(str2) # 输出: Hello

字符串的遍历

可以使用 for 循环遍历字符串中的每个字符。

str1 = "Hello" for char in str1: print(char)

Python 字符串实际应用案例

以下是 Python 字符串在实际开发中的应用案例，涵盖常见场景和操作。

1. 用户输入验证

验证用户输入的邮箱格式是否正确。

import re def validate_email(email): pattern = r'^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$' return re.match(pattern, email) is not None email = input("请输入邮箱地址: ") if validate_email(email): print("邮箱格式正确！") else: print("邮箱格式错误！")

2. 文件扩展名检查

检查文件路径的扩展名是否为 .txt。

file_path = "example.txt" if file_path.endswith(".txt"): print("这是一个文本文件。") else: print("这不是一个文本文件。")

3. 字符串反转

将字符串反转，例如将 "hello" 反转为 "olleh"。

text = "hello" reversed_text = text[::-1] print(reversed_text) # 输出: olleh

4. 统计单词频率

统计一段文本中每个单词出现的频率。

from collections import defaultdict text = "hello world hello python world" words = text.split() word_count = defaultdict(int) for word in words: word_count[word] += 1 print(word_count) # 输出: {'hello': 2, 'world': 2, 'python': 1}

5. 生成随机密码

生成一个包含大小写字母、数字和特殊字符的随机密码。

import random import string def generate_password(length=8): characters = string.ascii_letters + string.digits + string.punctuation password = ''.join(random.choice(characters) for _ in range(length)) return password print(generate_password(12)) # 输出类似: aB3$kL9@mN2*

6. 提取 URL 中的域名

从 URL 中提取域名部分。

from urllib.parse import urlparse url = "https://www.example.com/path/to/page" parsed_url = urlparse(url) domain = parsed_url.netloc print(domain) # 输出: www.example.com

7. 格式化日期字符串

将日期格式化为 YYYY-MM-DD 的形式。

from datetime import datetime date = datetime.now() formatted_date = date.strftime("%Y-%m-%d") print(formatted_date) # 输出类似: 2025-03-09

8. 隐藏敏感信息

将手机号中间部分替换为 *，例如 13812345678 变为 138****5678。

def hide_phone_number(phone): return phone[:3] + "****" + phone[-4:] phone = "13812345678" print(hide_phone_number(phone)) # 输出: 138****5678

9. 检查回文字符串

判断一个字符串是否是回文（正读和反读都相同）。

def is_palindrome(text): return text == text[::-1] text = "racecar" if is_palindrome(text): print("是回文字符串！") else: print("不是回文字符串！")

10. 解析 CSV 数据

从 CSV 格式的字符串中提取数据。

csv_data = "name,age,city\nAlice,25,New York\nBob,30,Los Angeles" rows = csv_data.split("\n") header = rows[0].split(",") data = [dict(zip(header, row.split(","))) for row in rows[1:]] print(data) # 输出: [{'name': 'Alice', 'age': '25', 'city': 'New York'}, {'name': 'Bob', 'age': '30', 'city': 'Los Angeles'}]

总结

字符串是 Python 中非常重要的数据类型，掌握字符串的基本操作和常用方法对于编写 Python 程序至关重要。通过本教程，你应该已经掌握了字符串的创建、访问、切片、连接、重复、查找、替换、分割、去除空白字符、大小写转换、格式化、不可变性、编码与解码以及一些高级操作。

本教程的案例展示了字符串在实际开发中的广泛应用，包括验证、格式化、提取、统计、生成等操作。通过掌握这些技巧，你可以更高效地处理文本数据，解决实际问题。

希望这些知识能帮助你在 Python 编程中更加得心应手。