第三章-使用字符串
本章将介绍如何使用字符串来设置其他值的格式（比如便于打印），并大致了解字符串方法可完成的重要任务，如拆分、合并和查找等。
3.1 字符串基本操作
所有标准序列操作（索引、切片、乘法、成员资格审查、长度、最小值、最大值）都适用于字符串，但别忘了字符串是不可变的，因此所有的元素赋值和切片赋值都是非法的。
3.2 设置字符串的格式：精简版
Python新手可能不会用到所有的Python字符串格式设置选项，因此这里先介绍精简版。如果想了解详情，可参阅3.3。
Python提供了多种字符串格式设置方法：
使用字符串格式设置运算符——百分号（类似于C语言）：在%左边指定一个字符串（格式字符串），并在右边指定要设置其格式的值。指定其格式的值时，可使用单个值（如字符串或数字），可使用元组（如果要设置多个值的格式），还可以使用字典（第四章），其中最常见的是元组。
>>> x = "Hello, %s. %s enough for ya?" >>> values = ('world', 'Hot') >>> x % values 'Hello, world. Hot enough for ya?' ##上述格式字符串%s称为转换说明符，指出了将值插入什么地方。s意味着将其转换为字符串。其他说明符号将导致其他形式的转换。例如，%.3f将值的格式设置为包含3位小数的浮点数。使用所谓的模板字符串，类似于UNIX shell的语法，旨在简化基本的格式设置机制。
>>> from string import Template >>> tmpl = Template("Hello, $who! $what enough for ya?") >>> tmpl.substitute(who="Mars", what="Dusty") 'Hello, Mars! Dusty enough for ya?' ##包含等号的参数称为关键字参数（第六章）。在字符串格式设置中，可将关键字参数视为一种向命名替换字段提供值的方式编写新代码时，应选择字符串方法format，它融合并强化了早期方法的优点。使用这种方法时，每个替换字符都用花括号括起，其中可能包含名称，还可能包含有关如何对相应的值进行转换和格式设置的信息。
##在最简单的情况下，替换字段没有名称或将索引用作名称。 >>> "{}, {} and {}".format("first", "second", "third") 'first, second and third' >>> "{0}, {1} and {2}".format("first", "second", "third") 'first, second and third' ##然而，索引无需像上面这样按顺序排列。 >>> "{3} {0} {2} {1} {3} {0}".format("be", "not", "or", "to") 'to be or not to be' ##命名字段的工作原理与你预期的完全相同。 >>> "{name} is approximately {value:.2f}.".format(value=pi, name="π")##使用了格式说明符.2f，指的是包含两位小数的浮点数格式。 'π is approximately 3.14.' ##最后，在Python中，如果变量与替换字符段同名，还可以使用一种简写，在这种情况下，可使用f字符串——在字符串前面加上f。 >>> from math import e >>> f"Euler's constant is roughly {e}." "Euler's constant is roughly 2.718281828459045." #在这里，创建最终的字符串时，将把替换字段e替换为变量e的值，与下面这个更加明确的表达式等价： >>> "Euler's constant is roughly {e}.".format(e=e) "Euler's constant is roughly 2.718281828459045."
3.3 设置字符串的格式：完整版
这里的基本思想是对字符串调用方法format，并提供要设置其格式的值。字符串包含有关如何设置格式的信息，而这些信息是使用一种微型格式指定语言（mini-language）指定的。每个值都被插入字符串中，以替换用花括号括起的替换字段。要在最终结果中包括花括号，可在格式字符串中使用两个花括号（即）来指定。
>>> "{{包含花括号的示例}}".format()
'{包含花括号的示例}'
在格式字符串中，最激动人心的部分为替换字段。替换字段由如下部分组成，其中每个部分都是可选的。
- 字段名：索引或标识符，指出要设置哪个值的格式并使用结果来替换该字段。除指定值外，还可指定值的特定部分，如列表的元素。
- 转换标志：跟在叹号后面的单个字符。当前支持的字符包括r（表示repr）、s（表示str）和a（表示ascii）。如果你指定了转换标志，将不使用对象本身的格式设置机制，而是使用指定的函数将对象转换为字符串，再做进一步的格式设置。
- 格式说明符：跟在冒号后面的表达式（这种表达式是使用微型格式指定语言表示的）。格式说明符让我们能够详细地指定最终的格式，包括格式类型（如字符串、浮点数或十六进制数），字段宽度和数的精度，如何显示符号和千位分隔符，以及各种对其和填充方式。
3.3.1 替换字段名
在最简单的情况下，只需向format提供要设置其格式的未命名参数，并在格式字符串中使用未命名字段。此时，将按顺序将字段和参数配对。你还可以给参数指定名称，这种参数将被用于相应的替换字段中。并且可以混合使用这两种方法。
>>> "{foo} {} {bar} {}".format(1, 2, bar=4, foo=3)
'3 1 4 2'
##还可通过索引来指定要在哪个字段中使用相应的未命名参数，这样可不按顺序使用未命名参数：
>>> "{foo} {1} {bar} {0}".format(1, 2, bar=4, foo=3)
'3 2 4 1'
##然而，不能同时使用手工编号和自动编号，因为这样很快就会变得混乱不堪。
并非只能使用提供的值本身，而是可以访问其组成部分（就像在常规Python代码中一样）。如下所示：
>>> import math
>>> tmpl = "The {mod.__name__} module defines the value {mod.pi} for π"##name两端为各两个下划线
>>> tmpl.format(mod=math)
'The math module defines the value 3.141592653589793 for π'
##如你所见，可使用索引，还可以使用句点表示法来访问导入模块中的方法、属性、变量和函数（看起来很怪异的变量__name__包含指定模块中的名称）。
3.3.2 基本转换
指定要在字段中包含的值后，就可以添加有关如何设置其格式的指令了。
- 首先可以提供一个转换标志。
>>> print("{pi!s} {pi!r} {pi!a}".format(pi="π")) π 'π' '\u03c0' ##上述三个标志（s、r和a）指定分别使用str、repr和ascii进行转换。函数str通常创建外观普通的字符串版本（这里没有对输入的字符串做任何处理）。函数repr尝试创建给定值的Python表示（这里是一个字符串字面量）。函数ascii创建只包含ASCII字符的表示。 - 还可以指定要转换的值是那种类型，更准确地说，是要将其视为哪种类型（冒号后面使用类型说明符）。
>>> "The number is {num}".format(num=42) 'The number is 42' >>> "The number is {num:f}".format(num=42)##提供一个整数的，但将其作为小数进行处理 'The number is 42.000000' ##也可以将其作为二进制来处理 >>> "The number is {num:b}".format(num=42) 'The number is 101010' - 完整的类型说明符清单：
| 类型 | 含义 |
|---|---|
| b | 将整数表示为二进制数 |
| c | 将整数解读为Unicode码点 |
| d | 将整数视为十进制数进行处理，这是整数默认使用的说明符 |
| e | 使用科学计数法来表示小数（用e来表示指数） |
| E | 与e相同，但用E来表示指数 |
| f | 将小数表示为定点数 |
| F | 与f相同，但对于特殊值（nan和inf），使用大写表示 |
| g | 自动在定点表示法和科学计数法之间作出选择。这是默认用于小数的说明符，但在默认情况下至少有1位小数 |
| G | 与g相同，但使用大写来表示指数和特殊值 |
| n | 与g相同，但插入随区域而异的数字分隔符 |
| o | 将整数表示为八进制数 |
| s | 保持字符串的格式不变，这是默认用于字符串的说明符 |
| x | 将整数表示为十六进制数并使用小写字母 |
| X | 与x相同，但使用大写字母 |
| % | 将数表示为百分比值（乘以100，按说明符f设置格式，再在后面加上%） |
3.3.3 宽度、精度和千位分隔符
设置浮点数（或其他更具体的小数类型）的格式时，默认在小数点后面显示6位小数，并根据需要设置字段的宽度，而不进行任何形式的填充。当然，这种默认设置可能不是我们想要的，在这种情况下，可根据需要在格式说明中指定宽度和精度。
##宽度是使用整数指定的，如下所示：
>>> "{num:10}".format(num=3)
' 3'
>>> "{name:10}".format(name="Bob")
'Bob '#如我们所见，数和字符串的对其方式不同，对其在下节介绍。
##精度也是使用整数指定的，但需要在它前面加上一个表示小数点的句点：
>>> import math
>>> "Pi day is {pi:.2f}".format(pi=math.pi)
'Pi day is 3.14'
##可同时指定宽度和精度：
>>> import math
>>> "{pi:10.2f}".format(pi=math.pi)
' 3.14'
##对于其他类型也可以指定精度（不常见）：
>>> "{:.5}".format("Guido van Rossum")
'Guido'
##最后，可以使用逗号来指出要添加的千位分隔符：
>>> 'One googol is {:,}'.format(10**100)
'One googol is 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000'
##同时指定其他格式设置元素时，这个逗号应放在宽度和表示精度的句点之间。
3.3.4 符号、对齐和用0填充
有很多用于设置数字格式的机制，便于打印整齐的表格。在大多数情况下，只需指定宽度和精度，但包含负数后，原本漂亮的输出可能不再漂亮。另外，正如你所看到的，字符串和数的默认对其方式不同。在一栏中同时包含字符串和数时，就会去修改默认的对其方式。
##在指定宽度和精度的数前面，可添加一个标志，这各标志可以是零、加号、减号或空格，其中零表示用0来填充数字。
>>> import math
>>> '{:010.2f}'.format(math.pi)
'0000003.14'
##要指定左对齐、右对齐和居中，可分别使用<、>和^。
>>> print('{0:<10.2f}\n{0:^10.2f}\n{0:>10.2f}'.format(math.pi))
3.14
3.14
3.14
##可以使用填充字符来扩充对齐说明符，这样将使用指定的字符而不是默认的空格来填充。
>>> "{:$^15}".format(" WIN BIG ")
'$$$ WIN BIG $$$'
##还有更具体的说明符=，它指定将填充字符放在符号和数字之间。
>>> print('{0:10.2f}\n{1:10.2f}'.format(math.pi, -math.pi))
3.14
-3.14
>>> print('{0:10.2f}\n{1:=10.2f}'.format(math.pi, -math.pi))
3.14
- 3.14
##如果要给正数加上符号，可使用说明符+（将其放在对齐说明符后面）而不是默认的-。如果将符号说明符指定为空格，会在整数前面加上空格而不是+。
>>> print('{0:-.2f}\n{1:-.2f}'.format(math.pi, -math.pi))
3.14
-3.14
>>> print('{0:+.2f}\n{1:+.2f}'.format(math.pi, -math.pi))
+3.14
-3.14
>>> print('{0: .2f}\n{1: .2f}'.format(math.pi, -math.pi))
3.14
-3.14
##最后一个要素是井号(#)选项，可以将其放在符号说明符和宽度之间（如果指定了这两种设置）。这个选项将初伏另一种转换方式，转换细节随类型而异。例如，对于二进制、八进制和十六进制转换，将加上一个前缀。
>>> "{:b}".format(42)
'101010'
>>> "{:#b}".format(42)
'0b101010'
###对于各种十进制数，它要求必须包含小数点（对于类型g，它保留小数点后面的零）。
>>> "{:g}".format(42)
'42'
>>> "{:#g}".format(42)
'42.0000'
3.4 字符串方法
前面介绍了列表的方法，而字符串的方法要多得多，这里只介绍一些最有用的。
3.4.1 center
方法center通过在两边添加填充字符（默认为空格）让字符串居中。
>>> "The Middle by Jimmy Eat World".center(39)
' The Middle by Jimmy Eat World '
>>> "The Middle by Jimmy Eat World".center(39, "*")
'*****The Middle by Jimmy Eat World*****'
另请参见：ljust、rjust和zfill
3.4.2 find
方法find在字符串中查找子串。如果找到，就返回子串第一个字符的索引，否则返回-1。
>>> title = "Monty Python's Flying Circus"
>>> title.find('Monty')
0
>>> title.find('Python')
6
>>> title.find("Flying")
15
>>> title.find('Zirquss')
-1
##注：字符串方法find返回的并非布尔值。如果find像这样返回0，就意味着它在索引0处找到了指定的子串。
#还可以指定搜索的起点和终点（可选的）
>>> subject = '$$$ Get rich now!!! $$$'
>>> subject.find('$$$')
0
>>> subject.find('$$$', 1)##只指定了起点
20
>>> subject.find('!!!')
16
>>> subject.find('!!!', 0, 16)##同时指定了起点和终点
-1
##注：起点和终点值指定你的搜索范围包含起点，但不包含终点。这是Python惯常的做法。
另请参见：rfind、index、rindex、count、startswith、endswith
3.4.3 join
join是一种非常重要的字符串方法，其作用与split相反，用于合并序列的元素。
>>> seq = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> sep = '+'
>>> sep.join(seq)##尝试合并一个数字列表
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
sep.join(seq)
TypeError: sequence item 0: expected str instance, int found
>>> seq = ['1', '2', '3', '4', '5']
>>> sep.join(seq)##合并一个字符串列表
'1+2+3+4+5'
>>> dirs = '', 'usr', 'bin', 'env'
>>> '/'.join(dirs)
'/usr/bin/env'
>>> print('C:' + '\\'.join(dirs))
C:\usr\bin\env
##如我们所见，所合并的序列的元素必须都是字符串。注意到在最后两个示例中，我们使用了一系列目录，并按照UNIX和DOS/Windows的约定设置其格式：通过使用不同的分隔符（并在DOS版本中添加了盘符）。
另请参见：split
3.4.4 lower
方法lower返回字符串的小写版本。
>>> 'Trondheim Hammer Dance'.lower()
'trondheim hammer dance'
在编写代码时，如果不想区分字符串的大小写（即忽略大小写的差别），这将很有用。例如，假设你要检查列表中是否包含指定的用户名。
一个与lower相关的方法是title。它将字符串转换为词首大写，即所有单词的首字母都大写，其他字母都小写。然而，它确定单词边界的方式可能导致结果不合理。
另请参见：islower、istitle、isupper、translate
附录：capitalize、casefold、swapcase、title、upper
3.4.5 replace
方法replace将指定的子串替换为另一字符串，并返回替换后的结果。
>>> 'This is a test'.replace('is', 'eez')
'Theez eez a test'
##如果使用过字处理程序的“查找并替换”功能，一定指导这个方法很有用。
另请参见：translate、expandtabs
3.4.6 split
split是一个非常重要的字符串方法，其作用与join相反，用于将字符串拆分为序列。
>>> '1+2+3+4+5'.split('+')
['1', '2', '3', '4', '5']
>>> '/usr/bin/env'.split('/')
['', 'usr', 'bin', 'env']
>>> 'Using the default'.split()
['Using', 'the', 'default']
##注：如果没有指定分隔符，将默认在单个或多个连续的空白字符（空格、制表符、换行符等）处进行拆分。
另请参见：join
附录：partition、rpartition、rsplit、splitlines
3.4.7 strip
方法strip将字符串开头和末尾的空白（但不包括中间的空白）删除，并返回删除后的结果。
>>> ' internal whitespace is kept '.strip()
'internal whitespace is kept'
##还可以在一个字符串参数中指定要删除哪些字符：
>>> '*** SPAM * for * everyone!!! ***'.strip(' *!')
'SPAM * for * everyone'##这个方法只删除开头或末尾的指定字符，因此中间的星号未被删除。
另请参见：lstrip、rstrip
3.4.8 translate
方法translate与replace一样替换字符串的特定部分，但不同的是它只能进行单字符串替换。这个方法的优势在于能够同时替换多个字符，因此效率比replace高。
这个方法用途很多（如替换换行符或其他随平台而异的特殊字符），但这里只介绍一个比较简单的示例。假设要将一段英语文本转换为带有德国口音的版本，为此必须将字符c和s分别替换为k和z。
然而，使用translate前必须创建一个转换表。这个转换表指出了不同Unicode码点之间的转换关系。要创建转换表，可对于字符串类型str调用方法maketrans，这个方法接受两个参数：两个字符相同的字符串，它们指定要将第一字符中的每个字符都替换为第二个字符串中的相应字符。
>>> table = str.maketrans('cs', 'kz')
>>> table##如果愿意，可以查看转换表中的内容，但我们看到的只是Unicode码点之间的映射。
{99: 107, 115: 122}
>>> 'this is an incredible test'.translate(table)##创建转换表后，就可以将其用做方法translate的参数。
'thiz iz an inkredible tezt'
>>> table = str.maketrans('cs', 'kz', ' ')##调用方法maketrans时，还可以提供可选的第三个参数，指定要将哪些字母删除。
>>> 'this is an incredible test'.translate(table)
'thizizaninkredibletezt'
另请参见：replace、lower
3.4.9 判断字符串是否满足特定的条件
很多字符串方法都以is打头，如isspace、isdigit和isupper，它们判断字符串是否具有特定的性质（如包含的字符全为空白、数字或大写）。如果字符串具备特定的性质，这些方法就返回Ture，否则就返回False。
另请参见：isalnum、isalpha、isdecimal、isdigit、isidentifier、islower、isnumeric、isprintable、isspace、istitle、isupper
3.5 小结
本章介绍了字符串的两个重要方面：
- 字符串格式设置：求模运算符（%）可用于将值合并为包含转换标志（如%s）的字符串，这让你能够以众多方式设置值的格式，如左对齐或右对齐，指定字段宽度和精度，添加符号（正好或符号）以及在左边填充0等。
- 字符串方法：字符串有很多方法，有些很有用（如split和join），有些很少用到（如istitle和capitalize）。
