测试开发之Python核心笔记（2）：字符串

2.1 字符串表示

表示一个字符串就是用引号将一连串字符包裹起来，或者使用str()构造器。

• 单引号’’
• 双引号 “”
• 三引号之中（’’’ ‘’'或""" “”"，两者一样）
• 构造器str()

打开Pycharm集成开发环境，输入下面的代码：

a = 'This is a string'  # 用单引号
b = "Selenium automates browsers. That's it!"  # 如果字符串内容包含单引号，那么最好用双引号将其括起来
c = """  # 用三个引号，定义多行字符串
This is a multiple lines string
This is the second line
"""
d = str('hah')  # str构造器
e = '*'*10  # 连续10个星号
print(a)
print(b)
print(c)
print(d)
print(e)

在Pycharm的编辑器窗口上，点击右键，点击Run，可以看到下面的输出：

This is a string
This is another string

This is a multiple lines string
This is the second line

hah
**********

下面这几个字符串来自string.py源码：

whitespace = ' \t\n\r\v\f'
ascii_lowercase = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
ascii_uppercase = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
ascii_letters = ascii_lowercase + ascii_uppercase
digits = '0123456789'
hexdigits = digits + 'abcdef' + 'ABCDEF'
octdigits = '01234567'
punctuation = r"""!"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[\]^_`{|}~"""
printable = digits + ascii_letters + punctuation + whitespace

想使用这些字符串，可以通过下面的方式：

import string
print(string.printable)

2.2 字符串操作

查询一下Python内置的字符串操作方法都有哪些。在Python交互式界面上，输入下面的代码：

>>> dir('')

按回车键，你会看到下面的这样的输出信息：

['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmod__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold', 'center', 'count', 'encode', 'endswith', 'expandtabs', 'find', 'format', 'format_map', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isascii', 'isdecimal', 'isdigit', 'isidentifier', 'islower', 'isnumeric', 'isprintable', 'isspace', 'istitle', 'isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'maketrans', 'partition', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip', 'split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper', 'zfill']

这些都是Python为字符串类型的数据提供的内置方法。这些方法的命名让我们非常直观的猜测的其用途，我们自己命名变量和函数时，也最好起有意义的名字。

从上面的输出中看到lower这个函数，猜测可能用来将一个字符串中的大写字母转成小写字母用的。为了验证这一点，可以输入下面的命令具体查看一下：

>>> help(''.lower)

按回车键，将看到这个函数的用法信息：

Help on built-in function lower:

lower() method of builtins.str instance
    Return a copy of the string converted to lowercase.

从描述中看到，lower函数可以将一个字符串转换成小写字母。实际编写一段代码验证一下：
从描述中看到，lower函数可以将一个字符串转换成小写字母。实际编写一段代码验证一下：

>>> 'HADFADFA'.lower()
'hadfadfa'

哈哈，符合我们的猜测。接下来，介绍几种在工作中对字符串的几种常见操作。

2.2.1 读取字符或子串

通过索引和切片的方式读取字符串中的字符或者子串。

name = 'jason'
print(name[0])  # 输出j
print(name[1:3])  # 输出as，下标从1到3，但不包含3

2.2.2 反转

利用切片操作，或者reversed函数，将字符串反转：

name = 'Python'
print(name[::-1])
print(''.join(reversed(name)))  # reversed返回的是一个reversed object，要join一下

2.2.3 替换

name = 'jmeter'
name = name.replace('j', 'J')
print(name)  # Jmeter

2.2.4 拼接

两种拼接方法，一种是加号，一种是join方法。

加号拼接，就是直接将两个字符串连接在一起：

name = 'automation'
gender = 'testing'
print(name+gender)  # 输出automationtesting

另一种join方法，可以将多个独立的字符或者字符串，或者一个列表里面的数据，用特定的字符拼接起来。

print(' '.join([name, gender]))  # 输出automation testing ，中间一个空格
print('&'.join([name, gender]))  # 输出automation&testing ，中间一个&

2.2.5 分割

通过内置的split方法，可以将做一个字符串切分成一段一段的，放到一个列表中。实际工作中，再通过索引操作取得想要的数据。比如将Python单元测试框架Pytest的slogan用空格分割成列表：

string="pytest: helps you write better programs"  # 每个单词之间用一个空格隔开
print(string.split(' '))  # 输出 ['pytest:', 'helps', 'you', 'write', 'better', 'programs']

再来看一个例子，从web自动化测试工具selenium下载网址中提取域名：

path = 'https://www.selenium.dev/downloads/'
namespace = path.split('//')[1].split('/')[0] 
print(namespace))  # 返回'www.selenium.dev'

如果单词之间用多个空格，或者其他空白符隔开时，那么不给split方法传参就可以了：

pytest="pytest:   helps you write \t better \n programs" # helps前面有多个空格
print(pytest.split()) # ['pytest:', 'helps', 'you', 'write', 'better', 'programs']

这是因为split方法默认是使用ASCII whitespace characters对字符串进行分割的。具体描述可以参考split函数的官方文档（在Pycharm中通过command+点击split方式进入）。

2.2.6 去掉字符串两边的内容

在接收用户输入时，避免用户在输入数据两边意外加入空格或者其他空白符，可以对收到数据两边的空白（空格和制表符）进行去除，例如：

s = ' The Selenium Server is needed in order to run Remote Selenium WebDriver.\t'
print(s.strip())  # 输出'The Selenium Server is needed in order to run Remote Selenium WebDriver.'
print(s.rstrip())  # 输出 ' The Selenium Server is needed in order to run Remote Selenium WebDriver'
print(s.lstrip())  # 输出 'The Selenium Server is needed in order to run Remote Selenium WebDriver. '

还可以删除其他字符，将待删除的字符作为参数，比如：

s = '[Locust is an easy-to-use, distributed, user load testing tool.]'
print(s.rstrip(']'))  # 输出 '[Locust is an easy-to-use, distributed, user load testing tool.'
print(s.lstrip('['))  # 输出 'Locust is an easy-to-use, distributed, user load testing tool.]'

2.2.7 子串判断

判断 a 串是否为 b 串的子串。

selenium = "Selenium automates browsers. That's it!"
b = 'browsers'
r = True if b in selenium else False

2.2.8 子串查找

在主串中查找子串，返回主串中匹配子串的最小索引。

a = 'co'
b = 'Locust is completely event-based, and therefore it’s possible to support thousands of concurrent users on a single machine.'

print(b.find(a))  # 默认从下标0开始查找，返回10
print(b.find(a, 20))  # 从下标20开始查找，返回86

2.2.8 统计个数

'Locust supports running load tests distributed over multiple machines.'.count('o')  # 4

2.2.9 首字母大写

"split the argument into words using split".capitalize()  # 'Split the argument into words using split'

2.3 格式化

两种方式，一种是使用%，另外一种是使用format函数。

2.3.1 %格式化

%s表示字符串，%d表示十进制数，%%表示百分号。

print("The %s application is open source software, a %d%% pure Java application designed to load test functional behavior and measure performance. " % ("Apache JMeter™", 100))

2.3.2 format格式化

format格式化，需要在字符串模板中用{}占位，如果有多个{}，format函数中的参数将按顺序传递给{}。例如：

print('{} is compatible with Java {} or higher.'.format('JMeter', 8))

Jmeter传递个第一个{}，8传递给第二个{}。

字符串模板中{}里面还可以指定变量名，然后通过传入字典或者变量值给format函数，例如：

welcome_str = '{tool} is a tool that aims to bring the best of all packaging worlds (bundler, composer, npm, cargo, yarn, etc.) to the {language} world.'
welcome_dic = {'tool': 'Pipenv', 'language': 'Python'}
print(welcome_str.format(**welcome_dic))   # 传入字典
print(welcome_str.format(tool='Pipenv', language='Python'))  # 传入变量值

2.3.3 f字符串

f字符串是一种更加容易的、简便的格式化方法，在Python 3.6开始加入标准库。在一个字符串开头有一个大写的F或者小写的f，大括号中的变量被值替换。注意：！，：{} ；不能出现在{}里面否则会报错。

startwith = True
otherwise = False
print(f"str.startswith Return {startwith} if string starts with the prefix, otherwise return {otherwise}.")

更加强大的是，大括号{}可以对表达式求值，或者执行函数。

print(f"{ 2 * 3 + 1}")
name='pytest'
print(f"{name.title()} is a mature full-featured Python testing tool that helps you write better programs.")

2.4 不可改变性

Python字符串是不可改变的，Python的不可改变性体现在：

• 不能按索引修改字符串的值，比如name[0]=‘J’
• 通过加号修改字符串，并不是修改了源字符串而是新建了新的字符串。

下面这段代码，开始时通过id()查看变量str1的身份是4314674880，与str2拼接之后，str1指向了新的字符串，而不是在原来的str1上修改的。再次查看str1的身份，已经是4316047728了，与最开始身份已经不同了，说明不是原来的对象了。

str1="Selenium is not just one tool or API "
str2="but it composes many tools."
print(id(str1))   # 输出4314674880
str1+=str2
print(str1)  # 输出Selenium is not just one tool or API but it composes many tools.
print(id(str1))  # 输出 4316047728，可见str1的身份已经变了

2.5 转义字符

如果想在字符串中输入一些特殊字符，需要借助转义字符。比如：

• '\n’表示换行符；

print("Hello\nWorld")  # Hello 和World会放在两行

• '\"'表示双引号

print("Hello\"World\"")  # 输出 Hello"World"

• 原始字符串

如果要取消转义字符的效果，可以在字符串前面添加一个r

print(r"Hello\"World\"")  # 原样输出Hello\"World\"

2.6 字符串加密

对字符串进行加密，可以使用hashlib库。

import hashlib
print(hashlib.md5("Nobody inspects".encode('utf-8')).hexdigest()) # md5加密
print(hashlib.sha224("Nobody inspects the spammish repetition".encode('utf-8')).hexdigest()) # sha224加密

2.7 正则表达式

字符串封装的方法，处理一般的字符串操作，还能应付。但是，稍微复杂点的字符串处理任务，需要靠正则表达式，简洁且强大。

Python中的正则，是通过模块re来支持的，因此使用正则表达式时，要先import re导入re模块。

首先，认识常用的元字符

• . 匹配除 “\n” 和 “\r” 之外的任何单个字符。
• ^ 匹配字符串开始位置
• $ 匹配字符串中结束的位置
• * 前面的原子重复 0 次、1 次、多次
• ? 前面的原子重复 0 次或者 1 次
• + 前面的原子重复 1 次或多次
• {n} 前面的原子出现了 n 次
• {n,} 前面的原子至少出现 n 次
• {n,m} 前面的原子出现次数介于 n-m 之间
• ( ) 分组，输出需要的部分

再认识常用的通用字符：

• \s 匹配空白字符
• \w 匹配任意字母/数字/下划线
• \W 和小写 w 相反，匹配任意字母/数字/下划线以外的字符
• \d 匹配十进制数字
• \D 匹配除了十进制数以外的值
• [0-9] 匹配一个 0~9 之间的数字
• [a-z] 匹配小写英文字母
• [A-Z] 匹配大写英文字母

正则表达式，常会涉及到以上这些元字符或通用字符。

2.7.1 匹配

1. 使用正则模块，search 方法，返回最早匹配的位置

import re

s = 'Life is short, I use Python'
pattern = 'Python'
r = re.search(pattern, s)
print(r.span())  # (21, 27)

其实，正则模块中还有一个match方法，不过它只会从主串的第一个字符开始匹配。第一个字符不匹配就返回None。

recom = re.compile('Python')
print(recom.match(s))  # 返回 None，找不到匹配，match只能匹配Python开头的字符串

2. findall查找出子串的所有匹配

import re

s = "当月最后一天:2019-12-31"
pattern = r"\d+"
r = re.findall(pattern, s)
print(r)

3. finditer返回匹配的迭代器

findall如果匹配的数据太多，可能导致内存问题。可以使用finditer方法，返回一个迭代器，通过迭代器里面的对象 re.Match的 span 找出匹配位置。

import re

s = "当月最后一天:2019-12-31"
pattern = r"\d+"
r = re.finditer(pattern, s)
for i in r:
    print(i.span())

如果打算一个模式可以被多次使用，那么可以提前将模式pattern编译成对象，另外，优先编译成正则对象，然后再进行匹配，这样程序的效率更高。例如下面这样：

import re

s = "当月最后一天:2019-12-31"
pattern = re.compile(r"\d+")  # 编译成模式对象，以后可以多次使用
r = pattern.findall(s)
print(r)

s2 = "我的生日是：1990-12"
print(pattern.findall(s2))

4. 匹配浮点数和整数

• ? 表示前一个字符匹配 0 或 1 次
• \.? 表示匹配小数点（.）0 次或 1 次。注意要叫一个反斜杠，表示后面的是小数点，而不是正则中的.。

import re

s = "The most popular tools for Python development are PyCharm and VScode. The combined share of the PyCharm Community and Professional editions is 33%. And VS Code has experienced rapid growth. It started with 7.1% in 2017 and achieved 24% in 2019."
pattern = re.compile(r"\d+\.?\d*")  # \d+表示至少一个数字，\d*表示0个、1个或多个数字
r = pattern.findall(s)
print(r)

5. 写出匹配所有正整数正则表达式。

import re

s = [-16, 1.5, 11.43, 10, 5, 0]

pattern_1 = r"^\d*$"  # 匹配到[10, 5, 0]，多了0
print([i for i in s if re.match(pattern_1, str(i))])

pattern_2 = r"^[1-9]\d*"  # 匹配到 [1.5, 11.43, 10, 5]，多了小数点，理解$，完全匹配的作用
print([i for i in s if re.match(pattern_2, str(i))])

pattern_2 = r"^[1-9]\d*$"  # 正确
print([i for i in s if re.match(pattern_2, str(i))])   # 正则只能用到字符串上，所以str()

6. 找出字符串中所有字符 t 或 T 的位置，不区分大小写。

import re

s = "Selenium automates browsers. That's it!"
pattern = re.compile(r't')
print([i.span() for i in pattern.finditer(s, re.I)])  # [(11, 12), (15, 16), (32, 33), (37, 38)]

2.7.2 分割

如果一个规则简单的字符串，直接使用字符串，split 函数。

如下requests入门文档网址字符串，可以很方便通过split方法根据分割符 / 进行分割：

s = 'https://requests.readthedocs.io/en/master/user/quickstart/'
s.split('/')  # ['https:', '', 'requests.readthedocs.io', 'en', 'master', 'user', 'quickstart', '']

对于分隔符很复杂的字符串，split 函数就无能为力。这时就要用正则分割了。通过包含多个空格的句子中，单词个数，就用这个方法。

import re

s = 'This,,,   module ; \t   provides|| regular ; '  # 这里的分割符有, 空白(空格和制表符\t)，|
pattern = r'[,\s;|]+'  #多个分割符放到[]括号中，+表示1个或多个前面的那些分割符，\s表示空白字符
words = re.split(pattern, s)
print(words)

2.7.3 替换

正则模块，sub 方法，替换匹配到的子串：

import re

content = "Life is short, I love Python, Python is the best programming language!"
pattern = re.compile('Python')  # 编译模式串
substitution = pattern.sub('PHP', content)  # 替换
print(substitution)

2.7.4 compile 预编译

如果要用同一匹配模式，做很多次匹配，可以使用 compile 预先编译串。

案例：从一系列字符串中，挑选出所有正浮点数。

import re

s = [-16, 'good', 1.5, 0.2, -0.1, '11.43', 10, '5e10']
rec = re.compile(r'^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*$')
print([i for i in s if rec.match(str(i))])  # 直接使用 rec，匹配列表中的每个元素，不用每次都预编译正则表达式，效率更高。

2.7.5 贪婪模式与非贪婪模式

现在想要在网页中提取 div 标签中的内容，需要用到括号()。

import re

content = """正则表达式谈贪婪模式与非贪婪模式
贪婪模式
非贪婪模式
"""
pattern_1 = r"
(.*)
"  # 贪婪模式，尽量多吃
r = re.findall(pattern_1, content)  # ['贪婪模式

非贪婪模式'] print(r) pattern_2 = r"

(.*?)

" # 非贪婪模式，少吃多餐 r = re.findall(pattern_2, content) # ['贪婪模式', '非贪婪模式'] print(r)

使用一对 () 去获取我们想要的部分。

• (.*) 表示捕获任意多个字符，尽可能一次性地匹配更多字符，也被称为贪婪模式。尽量匹配更长的结果。

• (.*?)被称为非贪婪模式。尽量匹配更多的结果。

2.8 面试题

1. 从字符串 "https://httpbin.org/get?key1=value1 &key2=value2& key2=value3"中，提取出所有的参数键值对。

import re
s = "https://httpbin.org/get?key1=value1 &key2=value2& key2=value3"
pattern = re.compile(r"[?&\s]+")
print(pattern.split(s)[1:])

2. 如何判断一个URI是一个图片的地址，我们假设以http或者https开头，以合法的图片后缀名结尾的URI就是合法的图片地址。

   比如https://requests.readthedocs.io/zh_CN/latest/_static/requests-sidebar.png就是合法的图片地址，因为是以png图片格式结尾的。https://farm5.staticflickr.com/4259/35163667010_8bfcaef274_k_d.jpg也是。

def is_network_picture(uri):
    if uri.endswith((".png", ".jpg", ".svg")) and uri.startswith(("http", "https")):
        return True
    else:
        return False

3. 提取字符串"urllib3 [required: <1.23,>=1.21, installed: 1.22]"中所有的版本号。

import re

s = "urllib3 [required: <1.23,>=1.21, installed: 1.22]"
pattern = re.compile(r'(\d+.\d+)')

print(pattern.findall(s))

4. 将字符串"pipenv is released at 5/28/2020" 中的日志改成2020-5-28这种格式。

import re

s = "pipenv is released at 5/28/2020"
pattern = re.compile(r'(\d+)/(\d+)/(\d+)')  # 三个匹配组，第一个是月，第二个是日子，第三个是年份

print(pattern.sub(r'\3-\1-2', s))  # 反斜杠加数字形式，表示匹配组的第一个，例如\3表示匹配组的第三个

5. 删除文本文件中每一行文本前后的空白字符。

with open(filename) as f:
    for line in f:
        line.strip()

6. 将一个句子中的所有单词位置反转。例如"Requests is an elegant and simple HTTP library for Python" 句子反转后是"Python for library HTTP simple and elegant an is Requests"。

s = "Requests is an elegant and simple HTTP library for Python"
print(" ".join(s.split(' ')[::-1]))

7. 求字符串中最后一个单词的长度，单词之间用空格隔开。

len(s.split(' ')[-1])

8. 有两个字符串，请从第一个字符串中删除第二个字符串中的字符。例如第一个字符串是"What you do with that power is entirely up to you."，第二个字符串是"aeio"。

first_str = "What you do with that power is entirely up to you."
second_str = "aeio"

for s in second_str:
    for f in first_str:
        if s == f:
            first_str = first_str.replace(s, "")

print(first_str)

9. 定义一个函数 f(s)，其中传入参数 s 是一个非空字符串；该函数的功能是统计 s 中（按字典序比较）最小字母的出现频次。

def count_smallest_char(s: str) -> int:
    s = sorted(s)
    return s.count(s[0])

10. 将一个字符串中每个单词的首字母大写，其他字目小写。例如：" aBc dEf " -> “Abc Def”.

' '.join(x.capitalize() for x in s.split())

可以参考Python内置的string.py模块中的capwords函数的实现。