Python中的str类型
在Python中，str类型用于表示字符串，即一系列字符的集合。字符串是编程中不可或缺的一部分，它们用于存储文本信息，如用户输入、文件名、网络数据等。Python的字符串是不可变的，这意味着一旦创建了一个字符串，你就不能更改其中的字符，但你可以创建新的字符串来反映所需的更改。
一、字符串的创建与基本操作
1.1 创建字符串
在Python中，你可以使用单引号（'）、双引号（"）或三引号（''' 或 """）来创建字符串。
# 使用单引号
s1 = 'Hello, world!'
# 使用双引号
s2 = "Hello, world!"
# 使用三引号（用于多行字符串）
s3 = """This is a multi-line
string example."""
print(s1)
print(s2)
print(s3)
1.2 字符串的基本操作
字符串支持多种基本操作，如索引、切片、连接、重复等。
# 索引
print(s1[0]) # 输出: H
# 切片
print(s1[7:12]) # 输出: world
# 连接
s4 = s1 + ", Python!"
print(s4) # 输出: Hello, world!, Python!
# 重复
print(s1 * 3) # 输出: Hello, world!Hello, world!Hello, world!
二、字符串的格式化
字符串格式化是Python中常用的一种技术，它允许你将变量或表达式的值嵌入到字符串中。Python提供了多种字符串格式化方法，包括旧式的%操作符、str.format()方法以及f-strings（Python 3.6+）。
2.1 %操作符
name = "Alice"
age = 30
greeting = "Hello, %s. You are %d years old." % (name, age)
print(greeting) # 输出: Hello, Alice. You are 30 years old.
2.2 str.format()方法
greeting = "Hello, {}. You are {} years old.".format(name, age)
print(greeting) # 输出同上
# 使用关键字参数
greeting = "Hello, {name}. You are {age} years old.".format(name=name, age=age)
print(greeting) # 输出同上
2.3 f-strings（格式化字符串字面量）
python复制代码
greeting = f"Hello, {name}. You are {age} years old."
print(greeting) # 输出同上
三、字符串的方法
Python的str类型提供了大量的方法，用于执行各种字符串操作，如查找、替换、分割、连接等。
3.1 查找与替换
# 查找
index = s1.find('world')
print(index) # 输出: 7
# 替换
s5 = s1.replace('world', 'Python')
print(s5) # 输出: Hello, Python!
3.2 分割与连接
# 分割
words = s1.split(', ')
print(words) # 输出: ['Hello', 'world!']
# 连接（使用join方法）
delimiter = ', '
s6 = delimiter.join(words)
print(s6) # 注意：这会丢失原始字符串中的'!'，因为words列表中的元素不包含它
# 更正：如果我们要保留'!'，需要重新构造列表
words_with_exclamation = ['Hello', 'world!']
s7 = delimiter.join(words_with_exclamation)
print(s7) # 输出: Hello, world!（但这并不是直接从s1分割得到的）
3.3 字符串的转换
字符串可以与其他类型（如整数、浮点数）相互转换，这通常通过内置函数int()、float()和str()实现。
要将字符串转换为整数，可以使用内置的int()函数。但是，字符串必须能够无歧义地解释为整数，即它必须只包含数字字符（可选地，前面可以有一个正负号）。
s = "123"
num = int(s)
print(num) # 输出: 123
print(type(num)) # 输出: <class 'int'>
# 如果字符串包含非数字字符，则会引发ValueError
try:
num_invalid = int("123abc")
except ValueError as e:
print(e) # 输出: invalid literal for int() with base 10: '123abc'
字符串到浮点数的转换
类似地，要将字符串转换为浮点数，可以使用float()函数。字符串可以包含小数点、数字以及可选的正负号。
s = "3.14"
num = float(s)
print(num) # 输出: 3.14
print(type(num)) # 输出: <class 'float'>
# 也可以包含科学计数法
s_sci = "1.23e2"
num_sci = float(s_sci)
print(num_sci) # 输出: 123.0
整数或浮点数到字符串的转换
要将整数或浮点数转换回字符串，可以使用内置的str()函数。这个函数非常通用，可以将几乎所有Python对象转换为字符串表示。
num = 123
s = str(num)
print(s) # 输出: '123'
print(type(s)) # 输出: <class 'str'>
num_float = 3.14
s_float = str(num_float)
print(s_float) # 输出: '3.14'
注意事项
当从字符串转换到整数或浮点数时，如果字符串不能无歧义地转换为相应的数值类型，int()或float()函数将引发ValueError。
字符串到数值的转换是单向的，即一旦将字符串转换为数值类型，就不能直接“恢复”为原始的字符串表示（除非使用str()函数进行转换）。
数值类型到字符串的转换保留了数值的文本表示，但可能不包括原始数值的某些格式化特性（如浮点数的小数位数）。如果需要控制转换后的字符串格式，可以使用字符串的格式化方法（如format()方法或f-strings）。
