淺談Python 字符串特有的操作方法

來源：（微信號：python_cat）”

正如《你真的知道Python的字符串是什么嗎？》所寫，Python 中字符串是由 Uniocde 編碼的字符組成的不可變序列，它具備與其它序列共有的一些操作，例如判斷元素是否存在、拼接序列、切片操作、求長度、求最值、求元素的索引位置及出現(xiàn)次數(shù)等等。

除此之外，它還有很多特有的操作，值得我們時常溫故學習，所以，今天我就跟大家繼續(xù)聊聊字符串。

本文主要介紹 Python 字符串特有的操作方法，比如它的拼接、拆分、替換、查找及字符判斷等使用方法，辨析了一些可能的誤區(qū)。最后，還做了兩個擴展思考：為什么 Python 字符串不具備列表類型的某些操作呢，為什么它不具備 Java 字符串的一些操作呢？兩相比較，希望能幫助你透徹地理解——Python 的字符串到底怎么用？

0. 拼接字符串

字符串的拼接操作最常用，我專門為這個話題寫過一篇《詳解Python拼接字符串的七種方式》，建議你回看。

在此，簡單回顧一下：七種拼接方式從實現(xiàn)原理上劃分為三類，即格式化類（%占位符、format()、template）、拼接類（+操作符、類元祖方式、join()）與插值類（f-string），在使用上，我有如下建議——

當要處理字符串列表等序列結構時，采用join()方式；拼接長度不超過20時，選用+號操作符方式；長度超過20的情況，高版本選用f-string，低版本時看情況使用format()或join()方式。

不敢說字符串就只有這七種拼接方式，但應該說它們是最常見的了。有小伙伴說，我寫漏了一種，即字符串乘法，可以重復拼接自身。沒錯，從結果上看，這是第八種拼接方式，視為補充吧。

關于字符串拼接，還得補充一個建議，即在復雜場景下，盡量避免使用以上幾類原生方法，而應該使用外置的強大的處理庫。比如在拼接 SQL 語句的時候，經(jīng)常要根據(jù)不同的條件分支，來組裝不同的查詢語句，而且還得插入不同的變量值，所以當面臨這種復雜的場景時，傳統(tǒng)拼接方式只會加劇代碼的復雜度、降低可讀性和維護性。使用SQLAlchemy模塊，將有效解決這個問題。

1. 拆分字符串

在字符串的幾種拼接方法中，join() 方法可以將列表中的字符串元素，拼接成一個長的字符串，與此相反，split() 方法可以將長字符串拆分成一個列表。前面已說過，字符串是不可變序列，所以字符串拆分過程是在拷貝的字符串上進行，并不會改變原有字符串。

split() 方法可接收兩個參數(shù)，第一個參數(shù)是分隔符，即用來分隔字符串的字符，默認是所有的空字符，包括空格、換行(/n)、制表符(/t)等。拆分過程會消耗分隔符，所以拆分結果中不包含分隔符。

s = 'Hello world'
l = '''Hi there , my name is     Python貓
Do you like me ?
'''

# 不傳參數(shù)時，默認分隔符為所有空字符
s.split() >>> ['Hello', 'world']
s.split(' ') >>> ['Hello', 'world']
s.split('  ') >>> ['Hello world'] # 不存在兩個空格符
s.split('world') >>> ['Hello ', '']

# 空字符包括空格、多個空格、換行符等
l.split() >>> ['Hi', 'there', ',', 'my', 'name', 'is', 'Python貓', 'Do', 'you', 'like', 'me', '?']

split() 方法的第二個參數(shù)是一個數(shù)字，默認是缺省，缺省時全分隔，也可以用 maxsplit 來指定拆分次數(shù)。

# 按位置傳參
l.split(' ',3)
>>> ['Hi', 'there', ',', 'my name is     Python 貓/nDo you like me ?/n']

# 指定傳參
l.split(maxsplit=3)
>>> ['Hi', 'there', ',', 'my name is     Python 貓/nDo you like me ?/n']

# 錯誤用法
l.split(3)
---------------
TypeError  Traceback (most recent call last)
 in ()
----> 1 l.split(3)
TypeError: must be str or None, not int

split() 方法是從左往右遍歷，與之相對，rsplit() 方法是從右往左遍歷，比較少用，但是會有奇效。

拆分字符串還有一種方法，即 splitlines() ，這個方法會按行拆分字符串，它接收一個參數(shù) True 或 False ，分別決定換行符是否會被保留，默認值 False ，即不保留換行符。

# 默認不保留換行符
'ab c/n/nde fg/rkl/r/n'.splitlines()
>>> ['ab c', '', 'de fg', 'kl']

'ab c/n/nde fg/rkl/r/n'.splitlines(True)
>>> ['ab c/n', '/n', 'de fg/r', 'kl/r/n']

2. 替換字符串

替換字符串包括如下場景：大小寫替換、特定符號替換、自定義片段替換……

再次說明，字符串是不可變對象，以下操作并不會改變原有字符串。

以上這些方法都很明了，使用也簡單，建議你親自試驗一下。這里只說說 strip() 方法，它比較常用，可以去除字符串前后的空格，不僅如此，它還可以刪除首末位置的指定的字符。

s = '******Hello world******'
s.strip('*') >>> 'Hello world'

3. 查找字符串

查找字符串中是否包含某些內容，這是挺常用的操作。Python 中有多種實現(xiàn)方式，例如內置的 find() 方法，但是這個方法并不常用，因為它僅僅告訴你所查找內容的索引位置，而在通常情況下，這個位置并不是我們的目的。

find() 方法與 index() 方法的效果一樣，它們的最大的區(qū)別只在于，找不到內容時的返回值不同，一個返回 -1，一個拋出異常 ：

s = 'Hello world'

s.find('cat') >>>  -1

s.index('cat') 
>>> ValueError  Traceback (most recent call last)
 in()
----> 1 s.index('cat')

ValueError: substring not found

以上兩個方法，只能用來滿足最簡單的查找需求。在實戰(zhàn)中，我們常常要查找特定模式的內容，例如某種格式的日期字符串，這就得借助更強大的查找工具了。正則表達式和 re 模塊就是這樣的工具，正則表達式用來定制匹配規(guī)則，re 模塊則提供了 match() 、find() 及 findall() 等方法，它們組合起來，可以實現(xiàn)復雜的查找功能。限于篇幅，今后再對這兩大工具做詳細介紹，這里有一個簡單的例子：

import re
datepat = re.compile(r'/d+//d+//d+')
text = 'Today is 11/21/2018. Tomorrow is 11/22/2018.'
datepat.findall(text)
>>> ['11/21/2018', '11/22/2018']

4. 字符判斷

判斷字符串是否（只）包含某些字符內容，這類使用場景也很常見，例如在網(wǎng)站注冊時，要求用戶名只能包含英文字母和數(shù)字，那么，當校驗輸入內容時，就需要判斷它是否只包含這些字符。其它常用的判斷操作，詳列如下：

5. 字符串不可以做的事

上文內容都是 Python 字符串特有的操作方法，相信讀完之后，你更清楚知道 Python 能夠做什么了。

但是，這還不足以回答本文標題的問題——你真的知道 Python 的字符串怎么用嗎？這些特有的操作方法，再加上之前文章提到的序列共有的操作、字符串讀寫文件、字符串打印、字符串Intern機制等等內容，才差不多能夠回答這個問題。

盡管如此，為了體現(xiàn)嚴謹性，我試著再聊聊“Python 字符串不可以做的事”，從相反的維度來補充回答這個問題。下面是開拓思維，進行頭腦風暴的時刻：

（1）受限的序列

與典型的序列類型相比，字符串不具備列表的如下操作：append()、clear()、copy()、insert()、pop()、remove()，等等。這是為什么呢？

有幾個很好理解，即append()、insert()、pop() 和 remove()，它們都是對單個元素的操作，但是，字符串中的單個元素就是單個字符，通常沒有任何意義，我們也不會頻繁對其做增刪操作，所以，字符串沒有這幾個方法也算合理。

列表的 clear() 方法會清空列表，用來節(jié)省內存空間，效果等于anylist[:] = []，但是，奇怪的是，Python 并不支持清空/刪除操作。

首先，字符串沒有 clear() 方法，其次，它是不可變對象，不支持這種賦值操作anystr[:] = ''，也不支持del anystr[:]操作：

s = 'Hello world'

s[:] = ''
>>> 報錯：TypeError: 'str' object does not support item assignment

del s[:]
>>> 報錯：TypeError: 'str' object does not support item deletion

當然，你也別想通過del s來刪除字符串，因為變量名 s 只是字符串對象的引用（挖坑，以后寫寫這個話題），只是一個標簽，刪除標簽并不會直接導致對象實體的消亡。

如此看來，想要手動清空/刪除 Python 字符串，似乎是無解。

最后還有一個 copy() 方法，這就是拷貝嘛，可是字符串也沒有這個方法。為什么呢？難道拷貝字符串的場景不多么？在這點上，我也沒想出個所以然來，擱置疑問。

通過以上幾個常用列表操作的比較，我們可以看出字符串這種序列是挺受限的。列表可以看成多節(jié)車廂鏈接成的火車，而字符串感覺就只像多個座椅聯(lián)排成的長車廂，真是同源不同相啊。

（2）比就比，誰怕誰

接下來，又到了 Python 字符串與 Java 字符串 PK 的時刻。在上一篇文章《你真的知道Python的字符串是什么嗎？》中，它們已經(jīng)在對象定義的角度切磋了兩回合，勝利的天平倒向了 Python，這次看看會比出個啥結果吧。

Java 中有比較字符串的方法，即 compareTo() 方法與 equals() 方法，前一個方法逐一比較兩個字符串的字符編碼，返回一個整型的差值，后一個方法在整體上比較兩個字符串的內容是否相等。

Python 字符串沒有這兩個單獨的方法，但要實現(xiàn)類似的功能卻很簡便。 先看例子：

myName = "Python貓"
cmpName = "world"
newName = myName

# 直接用比較符號進行compare
myName > cmpName  
>>> False
myName == newName
>>> True
cmpName != newName
>>> True

# 比較是否同一對象
myName is cmpName
>>> False
myName is newName
>>> True

上例中，如果把賦值的字符串換成列表或者其它對象，這些比較操作也是可以進行的。也就是說，作比較的能力是 Python 公民們的一項基本能力，并不會因為你是字符串就給你設限，或者給你開特權。

與此類似，Python 公民們自帶求自身長度的能力，len() 方法是內置方法，可以直接傳入任意序列參數(shù)，求解長度。Java 中則要求不同的序列對象，只能調用各自的 length() 方法。說個形象的比喻，Python 中共用一把秤，三教九流之輩都能拿它稱重，而Java 中有多把秤，你稱你的，我稱我的，大家“井水不犯河水”。

Python 中曾經(jīng)有 cmp() 方法和__cmp__()魔術方法，但官方嫌棄它們雞肋，所以在Python 3 中移除掉了。雖然在 operator 模塊中還為它留下了一脈香火，但保不定哪天就會徹底廢棄。

import operator
operator.eq('hello', 'name')
>>> False
operator.eq('hello', 'hello')
>>> True
operator.gt('hello', 'name')
>>> False
operator.lt('hello', 'name')
>>> True

（3）墻上的門

在 Java 中，字符串還有一個強大的 valueOf() 方法，它可以接收多種類型的參數(shù)，如boolean、char、char數(shù)組、double、float、int等等，然后返回這些參數(shù)的字符串類型。 例如，要把 int 轉為字符串，可以用 String.valueOf(anynum) 。

Python 字符串依然沒有這個單獨的方法，但要實現(xiàn)相同的功能卻很簡便。對Python來說，不同的數(shù)據(jù)類型轉換成字符串，那是小菜一碟，例如：

str(123) >>> '123'
str(True) >>> 'True'
str(1.22) >>> '1.22'
str([1,2]) >>> '[1, 2]'
str({'name':'python', 'sex':'male'})
 >>> "{'name': 'python', 'sex': 'male'}"

而從字符串轉換為其它類型，也不難，例如，int('123') 即可由字符串'123' 得到數(shù)字 123。對比 Java，這個操作要寫成 Integer.parseInt('123')。

在Java 的不同數(shù)據(jù)類型之間，那道分隔之墻矗立得很高，仿佛需要借助一座更高的吊橋才能溝通兩邊，而在靈活的 Python 里，你可以很方便地打開墻上的那扇門，來往穿越。

小結一下，跟 Java 相比，Python 字符串確實沒有幾項方法，但是事出有因，它們的天賦能力可不弱，所有這些操作都能簡明地實現(xiàn)。一方面，Python 字符串做不到某些事，但是另一方面，Python 可以出色地做成這些事，孰優(yōu)孰劣，高下立判。

6. 總結

寫文章貴在善始善終，現(xiàn)在給大家總結一下：本文主要介紹 Python 字符串特有的操作方法，比如它的拼接、拆分、替換、查找及字符判斷等使用方法，從正向回答，Python 字符串能做什么？最后，我們還從反向來回答了 Python 字符串不能做什么？有些不能做，實際上是 不為，是為了在其它地方更好地作為，歸根到底，應該有的功能，Python 字符串全都有了。

本文中依然將 Python 與 Java 做了比較，有幾項小小的差異，背后反映的其實是，兩套語言系統(tǒng)在世界觀上的差異。古人云，以銅為鏡，可以正衣冠。那么，在編程語言的世界里，以另一種語言為鏡，也更能看清這種語言的面貌。希望這種跨語言的思維碰撞，能為你擦出智慧的火花。

編輯：hfy