09python字符串

在05python字符串基础中我们已经大致介绍过字符串，知道如何创建字符串，以及如何使用索引和切片来访问字符串中的字符。这篇文章主要介绍如何使用字符串来设置其他值的格式(比如便于打印)，并大致了解使用字符串方法可完成的重要任务，如拆分、合并和查找等。

字符产基本操作

字符串是一种序列，所以所有的标准序列操作都适用于字符串

• 索引
• 切片
• 乘法
• 成员资格检查
• 长度
• 最大值
• 最小值

同时，字符串是一种不可变序列，所以元素赋值和切片赋值都是非法的，这方面字符串的性质更类似于元组。

>>>
>>> website = 'http://www.python.org'
>>> website[-3:] = 'com'            
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'str' object does not support item assignment
>>>

设置字符串的格式

将值转换为字符串并设置其格式是一个重要的操作，Python提供了多种字符串格式设置方法，即字符串格式化。

• 百分号

通过在%左边左边指定一个字符串(格式字符串)，并在右边指定要设置的其格式的值，可以格式化字符串。指定要设置其格式的值时，可使用单个值(如字符串或数字)，可以使用元组(如果要设置多个值格式)，还可以使用字典，其中最常见的是元组。

>>>
>>> format = 'Hello, %s. %s enough for you?' # %s表示格式化字符串
>>> values = ('world', 'Hot')
>>> format % values
'Hello, world. Hot enough for you?'
>>>
>>> 'Hello %s. %s enough for you?' % ('world', 'Hot')
'Hello world. Hot enough for you?'
>>>

%s称为转换说明符，指出了要将值插入在什么地方。s表示要将值视为字符串惊醒格式设置。

• 模板字符串

模板字符串类似于UNIX shell中的语法，旨在简化基本的格式设置机制。

>>>
>>> tmpl = Template('Hello, $who! $what enough for you?') 
>>> tmpl.substitute(who='Mars', what='Dusty')
'Hello, Mars! Dusty enough for you?'
>>>

包含等好的参数称为关键字参数，在字符串格式设置中，可将关键字参数视视作为一种向命名替换字段提供值得方式。

• format——最常用的方法

在编写新代码时，应选择使用字符串方法format，使用这种方法时，每个替换字段都用{}括起来，其中可能包含名称，还可能包含有关如何应对相应的值进行转换和格式设置的信息。

>>>
>>> '{}, {} and {}.'.format('first', 'second', 'third') 
'first, second and third.'
>>> '{0}, {1} and {2}.'.format('first', 'second', 'third') 
'first, second and third.'
>>>
>>> '{3} {0} {2} {1} {3} {0}'.format('be', 'not', 'or', 'to')  # 索引无需按照顺序排列，填入的值的索引与给定的参数元组索引对应即可
'to be or not to be'
>>>
>>> from math import pi
>>> '{name} is approximately {value:.2f}.'.format(value=pi, name='Π')  # 大括号中还可以使用关键字参数，排序无关紧要，对应即可
'Π is approximately 3.14.'
>>>
>>> from math import pi
>>> '{name} is approximately {value}.'.format(value=pi, name='Π')   # 格式说明符.2f需要使用:与字段名隔开。如果没有格式说明符，会展示所有小数
'Π is approximately 3.141592653589793.'

• f格式化

在python3.6中，如果变量与替换字段同名，还可以使用format的一种简写方式：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."
>>>
>>> "Euler's constant is roughly {e}.".format(e=e)  # 与上面是等价的
"Euler's constant is roughly 2.718281828459045."

format格式化字符串

格式化字符串的内容很多，这一部分主要介绍对字符串调用方法format，并提供要设置其格式的值。基本原理就是给定每个值都被插入到字符串中，以替换用花括号中的替换字段。

如果要在最终结果中包含 {}，可在格式字符串中使用两个花括号(即{{}})来指定。

>>>
>>> "{{ceci n'est pas une replacement field}}".format()             
"{ceci n'est pas une replacement field}"
>>>

格式化字符串中，替换字段由以下三部分组成：

• 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，还可以指定值的特定部分，如列表元素。
• 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 b。如果使用了转换标志，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，以及各种对齐和填充方式。

替换字段名

有3中方式设置替换字段名

• 最简单的就是向format提供要设置其格式的未命名参数
• 通过索引来指定要在哪个字段种使用相应的未命名参数
• 通过访问值的组成部分来使用

>>>
>>> '{foo} {} {bar} {}'.format(2, 4, bar=3, foo=1) # 第1种方式  
'1 2 3 4'
>>>
>>> '{foo} {1} {bar} {0}'.format(2, 4, bar=3, foo=1)  # 第2种方式  
'1 4 3 2'
>>>
>>> fullname = ['Alex', 'Bob']
>>> 'Mr {name[1]}.'.format(name=fullname)    # 第3种方式
'Mr Bob.'
>>> 
>>> import math
>>> tmpl = 'The {mod.__name__} moudle defines the value {mod.pi} for Π.'
>>> tmpl.format(mod=math)                     # 第3种方式
'The math moudle defines the value 3.141592653589793 for Π.'
>>>

基本转换

>>>
>>> print('{pi!s} {pi!r} {pi!a}'.format(pi='Π')) 
Π 'Π' '\u03a0'
>>>
>>> 'The number is {num}'.format(num=42)
'The number is 42'
>>> 'The number is {num:.2f}'.format(num=42) # 整数转换为小数
'The number is 42.00'
>>> 'The number is {num:b}'.format(num=42)   # 二进制
'The number is 101010'
>>>

在指定了字段中包含的值后， 就可以通过添加转换标志来设置格式。

• s-str转换，函数str通常创建外观普通的字符串版本（这里没有对输入字符串做任何处理)
• r-repr转换，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)
• a-ascii转换，函数ascii创建只包含ASCII字符的表示，类似于Python 2中的repr

还可以指定要转换的值是哪种类型，例如可以提供一个整数将其作为小数进行处理。类型说明符：

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	使用科学表示法来表示小数（用e来表示指数)
E	与e相同，但使用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表示法之间做出选择。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%)

宽度、精度和千位分隔符

设置浮点数或其他小数类型格式时，默认展示6位小数，大多数情况下都不需要这么多小数位数，所以涉及到精度问题。

还可以根据需要设置字段的宽度，而不进行任任何形式的填充。

可以使用逗号来设置要添加的千位分隔符。

>>>
>>> '{num:10}'.format(num=3) # 设置数字宽度
'         3'
>>> '{name:10}'.format(name='Bob') # 设置字符串宽度
'Bob       '
>>>
>>> from math import pi
>>> 'Pi day is {pi:.2f}.'.format(pi=pi) # 设置精度
'Pi day is 3.14.'
>>>
>>> from math import pi
>>> '{pi:10.2f}.'.format(pi=pi)  # 设置宽度和精度  
'      3.14.'
>>>
>>> 'One google is {:,}'.format(10**100) # 设置分格符
'One google 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'
>>>

符号、对其和用0填充

设置完精度和宽度后，基本上就能满足打印的需要，但是数字里面有负号会打乱格式，所以需要对符号进行处理。

另外字符串和数字的默认对齐方式不同，也需要处理。

在指定宽度和精度的数据面前，可以添加一个标志，可以是零、加号、减号、空格等，其中使用0来填充数字。

可以使用填充字符来扩充对齐说明符，而不是默认的空格。

等号指定将填充字符放在符号和数字之间。

给正数加上符号使用说明符+。

井号放在说明符和宽度之间会触发一种转换方式，进制会加上前缀。

>>> 
>>> from math import pi   
>>> 
>>> '{:010.2f}.'.format(pi) # 指定 填充、长度、小数位数
'0000003.14.'
>>> 
>>> '{0:<10.2f}.'.format(pi) # 左对齐
'3.14      .'
>>>
>>> '{0:>10.2f}.'.format(pi) # 右对齐
'      3.14.'
>>>
>>> '{0:^10.2f}.'.format(pi)  # 居中对齐
'   3.14   .'
>>> 
>>> '{:$^15}.'.format('  WIN BIG  ')      # 字符填充
'$$  WIN BIG  $$.'
>>> 
>>> print('{0:10.2f}\n{1:10.2f}'.format(pi, -pi))  
      3.14
     -3.14
>>>
>>> print('{0:10.2f}\n{1:=10.2f}'.format(pi, -pi)) # 等号指定将填充字符放在符号和数字之间
      3.14
-     3.14
>>>
>>> 
>>> print('{0:-.2}\n{1:-.2}'.format(pi, -pi))   # 默认设置
3.1
-3.1
>>> print('{0:+.2}\n{1:+.2}'.format(pi, -pi))  # +放在说明符后面给正数加上符号
+3.1
-3.1
>>> print('{0: .2}\n{1: .2}'.format(pi, -pi))  # 说明符指定空格在正数前面加上空格
 3.1
-3.1
>>>
>>> 
>>> '{:b}'.format(42) 
'101010'
>>> '{:#b}'.format(42)  # #在进制转换会加上前缀
'0b101010'
>>>
>> 
>>> '{:g}'.format(42)  
'42'
>>> '{:#g}'.format(42) # 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)
'42.0000'
>>>

设置字符串格式示例：

# 根据指定的宽度打印格式良好的价格列表
width = int(input('PLease enter width: '))
prince_width = 10
item_width = width - prince_width
header_fmt = '{{:{}}}{{:>{}}}'.format(item_width, prince_width)
fmt = '{{:{}}}{{:>.2{}}}'.format(item_width, prince_width)
print('=' * width)
print(header_fmt.format('Item', 'Price'))
print('-' * width)
print(fmt.format('Apples', 0.4))
print(fmt.format('Pears', 0.5))
print(fmt.format('Cantaloupes', 1.92))
print(fmt.format('Dried Apricots (16 oz.)', 8.0))
print(fmt.format('Prunes (4 lbs.)', 12.2))
print('=' * width)
### Output
PLease enter width: 35
===================================
Item                          Price
-----------------------------------
Apples                   0.40000000000000002220446049250313080847263336181640625
Pears                    0.5
Cantaloupes              1.9199999999999999289457264239899814128875732421875
Dried Apricots (16 oz.)  8.0
Prunes (4 lbs.)          12.199999999999999289457264239899814128875732421875
===================================