python入门课程第五讲之序列和字符串

前言

上一篇文章我们介绍了Python内置数据类型。这篇文章就开始介绍序列类型。本文首先会介绍序列的基本概念和通用的方法，接着会介绍Python中的字符串的概念和基本用法。

序列

序列是什么？

序列（sequence）指的是一块可存放多个元素的内存空间，这些元素按照一定的顺序排列。每个元素都有自己的位置（索引），可以通过这些位置（索引）来找到指定的元素。如果将序列想象成一个酒店，那么酒店里的每个房间就相当于序列中的每个元素，房间的编号就相当于元素的索引，可以通过编号（索引）找到指定的房间（元素）。

有哪些序列类型呢？

了解完了序列的基本概念，那么在Python中一共有哪些序列类型呢？如下图所示：

从图中可以看出在Python中共有7种序列类型，分别是文本序列类型（str）；二进制序列类型 bytes和bytearray；列表（list）；元组（tuple）；集合类型（set和frozenset）；范围类型（range）以及字典类型（dict）。

1. 按照能存储的元素划分

按照能存储的元素可以将序列类型划分为两大类：分别是：容器序列和扁平序列
容器序列：即可容纳不同数据类型的元素的序列；有 list；tuple；set；dict
举个栗子：

list=['runoob',786,2.23,'john',70.2]

这里的list保存的元素有多种数据类型，既有字符串，也有小数和整数。
扁平序列：即只能容纳相同数据类型的元素的序列；有bytes；str；bytearray，以str为例，同一个str只能都存储字符。

2. 按照是否可变划分

按照序列是否可变，又可分为可变序列和不可变序列。
这里的可变的意思是：序列创建成功之后，还能不能进行修改操作，比如插入，修改等等，如果可以的话则是可变的序列，如果不可以的话则是不可变序列。
可变序列有列表（ list）；字典（dict）等，
不可变的序列有元祖（tuple），后面的文章会详细的对这些数据类型做详细介绍。

序列都有哪些方法以及特性呢？

序列的索引

在介绍序列概念的时候，说到了序列中元素的索引，那么什么是序列的索引呢？其实就是位置的下标。如果对C语言中的数组有所了解的话，我们知道数组的索引下标都是从0开始依次递增的正数，即第一个元素的索引下标是0，第n个元素的索引下标是n-1。序列的索引也是同理，默认情况下都是从左向右记录索引，索引值从0开始递增，即第一个元素的元素的索引值是0，第n个元素的索引值是n-1。如下图所示：

当然与C语言中数组不同的是，Python还支持索引值是负数，该类的索引是从右向左计数。换句话说，就是从最后一个元素开始计数，从索引值-1开始递减，即第n个元素的索引值是-1，第1个元素的索引值是-n，如下图所示：

序列切片

切片操作是访问序列元素的另一种方式，它可以访问一定范围内的元素，通过切片操作，可以生成一个新的序列。切片操作的语法格式是：

sname[start : end : step]

各个参数的含义分别是：

sname: 表示序列的名称
start：表示切片的开始索引位置（包括该位置），此参数也可以不指定，不指定的情况下会默认为0，也就是从序列的开头开始切片。
end：表示切片的结束索引位置（不包括该位置），如果不指定，则默认为序列的长度。
step: 表示步长，即在切片过程中，隔几个存储位置（包括当前位置）取一次元素，也就是说，如果step的值大于1，比如step为3时，则在切片取元素时，会隔2个位置去取下一个元素。

还是举个栗子说明下吧：

str1='好好学习，天天向上'
# 取出索引下标为7的值
print(str1[7])
# 从下标0开始取值，一直取到下标为7（不包括）的索引值
print(str1[0:7])
# 从下标1开始取值，一直取到下标为4（不包括）的索引值，因为step等于2，所以会隔1个元素取值
print(str1[1:4:2])
# 取出最后一个元素
print(str1[-1])
# 从下标-9开始取值，一直取到下标为-2（不包括）的索引值
print(str1[-9:-2])

运行的结果是：

向
好好学习，天天
好习
上
好好学习，天天

序列相加

Python支持类型相同的两个序列使用"+"运算符做想加操作，它会将两个序列进行连接，但是不会去除重复的元素，即只做一个简单的拼接。

str='他叫小明'
str1='他很聪明'
print(str+str1)

运行结果是：他叫小明他很聪明

序列相乘

Python支持使用数字n乘以一个序列，其会生成一个新的序列，新序列的内容是原序列被重复了n次的结果。

str2='你好呀'
print(str2*3)

运行结果是：你好呀你好呀你好呀 ，原序列的内容重复了3次。

检查元素是否包含在序列中

Python中可以使用in关键字检查某个元素是否为序列中的成员，其语法格式为：

value in sequence

其中，value表示要检查的元素，sequence表示指定的序列。
举个栗子：查找天字是否在字符串str1中。

str1='好好学习，天天向上'
print('天' in str1)

运行结果是：True

序列相关的内置函数

函数	功能	适用场景
len()	计算序列的长度，即返回序列中包含了多少个元素	适用于列表，元组、字典、集合、字符串等
max()	找出序列中的最大元素，针对序列中元素是数字的情况。	适用于列表，元组、字典、集合、range等
min()	找出序列中的最小元素，针对序列中元素是数字的情况	适用于列表，元组、字典、集合、range等
list()	将序列转换为列表	适用于字符串
str()	将序列转换为字符串	适用于列表，元组，数字
sum()	对序列中的元素求和，注意，对序列使用sum()函数时，做加和操作的必须全部是数字，不能是字符或者字符串，因为解释器无法判定事要做连接操作，还是做加和操作	适用于列表，元组、集合、range等
sorted()	对元素进行排序	适用于列表，元组、字典、集合、range，字符串等
reversed()	反向序列中的元素	适用于列表，元组、字典、集合、range，字符串等
enumerate()	枚举列表元素，返回枚举对象，其中每个元素包含下标和值的元组。该函数对元组/字符串同样有效。	适用于列表，元组、字典、集合、range，字符串等

依然是举例说明：

str3='码农飞哥'
print('字符串的长度=',len(str3))
print('转成列表=',list(str3))
print('调用enumerate函数',enumerate(str3))
print('遍历enumerate函数的结果:')
for item in enumerate(str3):
    print(item)

print('遍历reversed函数的结果:')
for item in reversed(str3):
    print(item)

list2=['码农','飞哥']
print('列表转字符串=',str(list2))
list1=[12,20,5,8,1]
print('最大值=',max(list1))
print('最小值=',min(list1))
print('求和结果=',sum(list1))
print('排序结果=',sorted(list1))

运行结果是：

字符串的长度= 4
转成列表= ['码', '农', '飞', '哥']
调用enumerate函数 
遍历enumerate函数的结果:
(0, '码')
(1, '农')
(2, '飞')
(3, '哥')
遍历reversed函数的结果:
哥
飞
农
码
列表转字符串= ['码农', '飞哥']
最大值= 20
最小值= 1
求和结果= 46
排序结果= [1, 5, 8, 12, 20]

字符串

前面介绍序列时，大部分例子都是用字符串来表示的，那么就来认识一下字符串吧！

字符串的定义

由若干个字符组成的集合就是一个字符串（str），Python中的字符串必须由双引号""或者单引号''包围。其语法格式是：

"字符串内容"
'字符串内容'

如果字符串中包含了单引号需要做特殊处理。比如现在有这样一个字符串
str4='I'm a greate coder' 直接这样写有问题的。
处理的方式有两种：

对引号进行转义，通过转义符号\进行转义即可：

str4='I\'m a greate coder'

使用不同的引号包围字符串

str4="I'm a greate coder"

这里外层用双引号，包裹字符串里的单引号。

原始字符串的处理

有时候我们并不想字符串被转义，这种情况下可以使用在字符串的开头加上r前缀，就变成了原始字符串，具体格式是：

str1 = r'原始字符串内容'
str2 = r"原始字符串内容"

举个例子吧：

str4=r'码农\'飞哥真棒'
str5=r"码农\'飞哥真棒"
print(str4)
print(str5)

运行结果是：

码农\'飞哥真棒
码农\'飞哥真棒

字符串的分割方法

在实际开发中，我们经常要根据文件名获取文件的后缀名，这该如何处理呢？

path = "test_user_info.py"

现在要提取后缀名py，其实可以通过split方法，将字符串分割成列表（list），然后从列表中取值，就像下面这样：

suffix = path.split(".")[1]
print("suffix: {}".format(suffix))

字符串拼接的方法

字符串拼接的方法有三种，分别是：

通过join方法

通过join方法的语法格式是str.join(iterable)，其中join的条件是 iterable可迭代的，并且列表元素是字符串（str）。就是对iterable中的每个元素进行遍历，然后拼接到str上，这里的str是用于指定合并时的分隔符，如果想拼接之后的字符串是逗号分割，那么写法是通过format方法

通过format方法

format 方法是通过占位符占据要拼接的字符串的位置。

通过+运算符

现有字符串码农飞哥好，，要求将字符串码农飞哥牛逼拼接到其后面，生成新的字符串码农飞哥好，码农飞哥牛逼

str6 = '码农飞哥好，'
# 使用+ 运算符号
print('+运算符拼接的结果=',(str6 + '码农飞哥牛逼'))
#使用join拼接字符串
list2 = ['码', '农', '飞', '哥', '牛', '逼']
print('无符号分割join的拼接结果=', ''.join(list2))
print('逗号分割join的拼接结果=',   ','.join(list2))
# 使用format拼接
str7 = str6 + '{0}'
print('format拼接的结果=',str7.format('码农飞哥牛逼'))
str8=str6+'{0}{1}'
print('format拼接的结果=',str8.format('码农飞哥','牛逼'))

运行结果是;

+运算符拼接的结果= 码农飞哥好，码农飞哥牛逼
无符号分割join的拼接结果= 码农飞哥牛逼
逗号分割join的拼接结果= 码,农,飞,哥,牛,逼
format拼接的结果= 码农飞哥好，码农飞哥牛逼
format拼接的结果= 码农飞哥好，码农飞哥牛逼

大家想想如果还直接使用str6.join('码农飞哥牛逼') 最后的输出结果是啥呢？

str6 = '码农飞哥好，'
print(str6.join('码农飞哥牛逼'))
print(str6)

运行结果是

码码农飞哥好，农码农飞哥好，飞码农飞哥好，哥码农飞哥好，牛码农飞哥好，逼
码农飞哥好，

就是将码农飞哥牛逼遍历，然后每个字符拼接到str6前面，所以前面的 str6是作为一个拼接的分隔符号的。
需要特别注意的是拼接后的字符串是新的字符串，而不是在原有的字符串上修改。所以我们看到原字符串str6在拼接后并没有改变。这个特新跟Java中的String是一样，那么有小伙伴知道str不可变的原因的？欢迎留言哦。
所以在遍历拼接字符串的时候要特别注意赋值，就像这样：

list = ['码', '农', '飞', '哥', '牛', '逼']
str_list = str("")
for str1 in list:
    str_list = str_list + "file {0}\n".format(str1)
print(str_list)

总结

本文详细介绍了Python内置数据类型中的序列类型，介绍了序列的基本概念，序列就是一块存储多个元素的内存空间，这些元素按照一定的顺序排列，介绍了序列的通性，可以把序列当成其他语言中的数组，可以把序列想象成一个酒店。序列通过索引来查找里面的值。最后介绍了字符串，希望对读者朋友们有所帮助。

牛刀小试一下吧

现有如下的字符串

str6='程序猿正在创造世界'

如何根据str6输出结果为正创 的字符串？

如何根据str6输出结果为界世造创的默默猿序程的字符串呢？
小伙伴积极思考。参考答案详见文尾：

参考答案