如何在 Python 中对字符串进行操作

在 Python 编程中，定义和收集数据是基础步骤，随后利用这些数据实现特定的功能。因此，对数据进行分类处理显得尤为重要。我们将在本文探讨字符串这一数据类型。尽管字符串看起来简单直观，但其应用方式却多种多样。

字符串（string）指的是一系列字符的集合。在 Python 中，任何被引号包围的文本都被视为字符串，这些引号可以是单引号或双引号：

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"这是一个字符串"
'这是也一个字符串'

这种灵活性让你能够在字符串中包含引号和撇号：

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"欢迎访问小白编程"
"You're a hero."
'包含双引号的"字符串"'

下面来看一些使用字符串的方式。

使用方法修改字符串的大小写

在对字符串进行处理时，改变单词的字母大小写算得上是一个既简单又常用的操作了。以下是一段示例代码，让我们来分析它的作用：

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name = "ada lovelace"
print(name.title())

运行它，你将看到如下输出：

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Ada Lovelace

在这个示例中，变量 name 被赋值为全小写的字符串 "ada lovelace"。在函数调用 print() 中，title() 方法被应用于这个变量。在 Python 中，方法（method）是一种可以对数据执行的操作。

在 name.title() 中，name 后面的点号（.）指示 Python 对 name 变量执行 title() 方法所指定的操作。每个方法后面都跟着一对括号，这是因为方法通常需要额外的参数来执行任务。对于 title() 函数来说，它不需要任何额外的参数，因此它的括号是空的。

title() 方法的作用是将字符串中每个单词的首字母转换为大写，其余字母转换为小写。这在处理需要首字母大写的场合非常有用，比如格式化人名。例如，你可能希望程序能够识别 Ada、ADA 和 ada 为同一个名字，并统一显示为 “Ada”。

除了 title() 方法，Python 还提供了其他几个用于处理字符串大小写的有用方法。例如，如果你想将整个字符串转换为大写或小写，可以分别使用 upper() 和 lower() 方法，如下所示：

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name = "Ada Lovelace"
print(name.upper())
print(name.lower())

这些代码的输出如下：

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ADA LOVELACE
ada lovelace

在存储数据时，lower() 方法很有用。由于用户输入往往不会完全符合我们预期的大小写格式，因此通常需要先将字符串统一转换为小写形式进行存储。这样做可以确保数据的一致性和标准化。以后需要显示这些信息时，再将其转换为最合适的大小写方式即可。

在字符串中使用变量

在多种场景下，你可能需要在字符串中嵌入变量的值。例如，假设你有两个变量，一个用于存储名字（first name），另一个用于存储姓氏（last name），你可能希望将这两个值合并，以显示一个人的全名：

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first_name = "ada"
last_name = "lovelace"
full_name = f"{first_name} {last_name}"
print(full_name)

要在字符串中插入变量值，你可以在字符串的左引号前加上字母 f（如上所示），然后将要插入的变量放在花括号 {} 内。这样，Python 在处理字符串时会自动将每个变量替换为其对应的值。

这种字符串被称为 f 字符串，其中 f 代表“format”（格式化），因为 Python 通过替换花括号内的变量为其值来格式化字符串。上述代码的输出将是：

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Ada Lovelace

f 字符串非常有用，可以用于创建包含变量信息的完整消息，如下所示：

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first_name = "Ada"
last_name = "Lovelace"
full_name = f"{first_name} {last_name}"
print(f"Hello, {full_name.title()}!")

这段代码将输出一条格式正确的问候语：

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Hello, Ada Lovelace!

你还可以使用 f 字符串创建消息，并将整条消息赋值给一个变量：

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first_name = "Ada"
last_name = "Lovelace"
full_name = f"{first_name} {last_name}"
message = f"Hello, {full_name.title()}!"
print(message)

上述代码同样会显示消息“Hello, Ada Lovelace!”，但首先将这条消息存储在一个变量中，这样做简化了后续的 print() 函数调用。

使用制表符或换行符来添加空白

在编程中，空白指的是那些不显示在屏幕上的字符，比如空格、制表符（tab）和换行符。用好这些空白，可以让输出更加整洁，阅读起来也更轻松。

如果你想在字符串里加个制表符，可以用 \t 这个符号：

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print("Python")
print("\tPython")

输出：

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Python
    Python

要在字符串中添加换行符，可以用 \n 这个符号：

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print("Languages:\nPython\nC\nJavaScript")

输出：

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Languages:
Python
C
JavaScript

而且，你可以在同一个字符串里同时用制表符和换行符。比如"\n\t"这个组合，就是让内容先换行，然后在新的一行开头加个制表符。下面的例子展示了怎么用一行代码输出四行内容：

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print("Languages:\n\tPython\n\tC\n\tJavaScript")

输出：

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Languages:
    Python
    C
    JavaScript

删除空白

在编程时，多余的空格可能会让人头疼。虽然对于我们来说，"python" 和 "python " 看起来差不多，但程序可不这么认为，它们在程序眼里是完全不同的两个字符串。Python 能够识别出 "python " 里多出来的空格，除非你告诉它忽略这些空格。

空格的重要性在于，我们经常需要比较两个字符串是否完全相同。比如，在用户登录网站时验证用户名，即使在看似简单的情况下，多出来的空格也会造成混淆。好在 Python 提供了简单的方法来清除用户输入中的多余空格。

Python 可以去掉字符串两端的多余空格。如果你想确保字符串末尾没有空格，可以用 rstrip() 方法。

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favorite_language = 'python '
print(favorite_language)  # 输出：'python '
print(favorite_language.rstrip())  # 输出：'python'
print(favorite_language)  # 再次输出：'python '

变量 favorite_language 关联的字符串末尾有多余的空格（第一行）。当你在 Python 里打印这个变量时，可以看到末尾的空格（第二行）。调用 rstrip() 方法后（第三行），多余的空格被移除了。但这种移除只是暂时的，如果你再次打印 favorite_language，字符串还是会包含原来的多余空格（第四行）。

要永久移除字符串中的空格，你需要将移除空格后的结果重新赋值给变量：

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favorite_language = 'python '
favorite_language = favorite_language.rstrip()
print(favorite_language)  # 输出：'python'

为了移除字符串中的空格，你删除了它末尾的空格，并将结果重新赋值给原来的变量（第二行）。在编程中，我们经常需要修改变量的值，并将新值赋给原来的变量，这就是变量值可能会随着程序运行或用户输入而变化的原因。

你还可以删除字符串开头的空格，或者同时删除两端的空格，分别使用 lstrip() 和 strip() 方法：

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favorite_language = ' python '
print(favorite_language.rstrip())  # 输出：' python'
print(favorite_language.lstrip())  # 输出：'python '
print(favorite_language.strip())  # 输出：'python'

在这个例子中，我们创建了一个开头和末尾都有空格的字符串。然后，我们分别删除了末尾、开头和两端的空格。练习使用这些字符串处理函数，可以帮助你熟悉字符串操作。在实际编程中，这些函数通常用于在存储用户输入之前对其进行清理。

处理字符串时，去掉前缀是个挺常见的需求。比如，用户输入了一个URL，它带着“https://”这样的常见前缀，但你想去掉这个前缀，只留下用户需要在地址栏输入的部分。下面演示了是怎么做的：

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nostarch_url = 'https://www.baicoding.com/'
nostarch_url = nostarch_url.removeprefix('https://')

这里，我们在变量名后面加上了点号和 removeprefix() 方法，然后在括号里填上我们想从字符串中去掉的前缀。

和删除空白一样，removeprefix() 方法不会改变原来的字符串。如果你想保留去掉前缀后的结果，可以把它重新赋值给原来的变量，或者赋给一个新的变量：

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simple_url = nostarch_url.removeprefix('https://')

如何在使用字符串时避免语法错误

语法错误是编程时经常碰到的一种错误，它发生在代码不符合 Python 的语法规则时。比如，如果你在单引号括起来的字符串里用到了撇号，就可能引发语法错误。这是因为 Python 会将第一个单引号和撇号之间的内容视为一个字符串，而剩下的部分则被误认为是 Python 代码，从而导致错误。

下面展示了如何正确使用单引号和双引号：

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message = "One of Python's strengths is its diverse community."
print(message)

在这个例子中，撇号被放在了双引号之间，所以 Python 解释器能够正确理解这个字符串：

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One of Python's strengths is its diverse community.

但是，如果你使用单引号，Python 就无法正确识别字符串的结束位置：

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message = 'One of Python's strengths is its diverse community.'
print(message)

你会遇到这样的错误输出：

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  File "hello_world.py", line 1
    message = 'One of Python's strengths is its diverse community.'
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SyntaxError: unterminated string literal (detected at line 1)

从错误输出可以看出，问题出在最后一个单引号后面。在 Python 解释器看来，这种语法错误意味着代码中有些部分不是有效的 Python 代码，通常是因为引号使用不当。错误的原因多种多样，在学习 Python 编程的过程中，你可能会遇到不少语法错误，它们也是最不明确的，因此可能比较难找出来并修复。

在编程时，编辑器的语法高亮功能是个超棒的助手，它能帮你迅速定位一些语法错误。如果你发现 Python 代码显示的颜色和普通文本一样，或者普通文本显示的颜色和代码一样，这通常意味着你的引号可能没配对好。

简单来说，就是：

如果代码块的颜色和普通文本一样，可能是因为你忘记闭合字符串的引号了。
如果普通文本的颜色和代码块一样，可能是因为你在字符串里错误地使用了代码的标识符。

这种情况下，检查引号是否正确配对，通常是解决问题的第一步。这个小技巧能帮你节省不少调试时间。