第010课：函数和字符串的应⽤

前⾯两节课，我们介绍了函数和字符串。在讲解今天的内容之前，先来回答⼀个可能会让⼤家感到费解的问题：为什么字符串类型（ str ）可以通过调⽤⽅法的⽅式进⾏操作，⽽之前我们⽤到的数值类型 （如 int 、 float ）却没有可以调⽤的⽅法。在 Python 中，数值类型是标量类型，也就是说这种类型的变量没有可以访问的内部结构；⽽字符串类型是⼀种结构化的、⾮标量类型，所以才会有⼀系列的⽅法可供调⽤。如果对这⼀点感到困惑，那就继续学习吧，等学习完⾯向对象编程的知识后，你就能找到这些问题的答案了。

接下来我们通过⼀些案例来为⼤家讲解函数和字符串的应⽤。

经典⼩案例

例⼦ 1 ：设计⼀个⽣成指定⻓度验证码的函数。

说明 ：验证码由数字和英⽂⼤⼩写字⺟构成。

import random
ALL_CHARS = '0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
def generate_code(code_len=4):
 """⽣成指定⻓度的验证码
 :param code_len: 验证码的⻓度(默认4个字符)
 :return: 由⼤⼩写英⽂字⺟和数字构成的随机验证码字符串
 """
 code = ''
 for _ in range(code_len):
 # 产⽣0到字符串⻓度减1范围的随机数作为索引
 index = random.randrange(0, len(ALL_CHARS))
 # 利⽤索引运算从字符串中取出字符并进⾏拼接
 code += ALL_CHARS[index]
 return code

我们⽤下⾯的代码⽣成 10 组随机验证码来测试上⾯的函数。

for _ in range(10):
 print(generate_code())

上⾯的函数其实还有⼀种更为简单的写法，直接利⽤ random 模块的随机抽样函数从字符串中取出指定数量的字符，然后利⽤字符串的 join ⽅法将选中的那些字符拼接起来。此外，可以利⽤ Python 标准库中的 string 模块来获得数字和英⽂字⺟的字⾯常量。

import random
import string
ALL_CHARS = string.digits + string.ascii_letters
def generate_code(code_len=4):
 """⽣成指定⻓度的验证码
 :param code_len: 验证码的⻓度(默认4个字符)
 :return: 由⼤⼩写英⽂字⺟和数字构成的随机验证码字符串
 """
 return ''.join(random.choices(ALL_CHARS, k=code_len))

说明 ： random 模块的 sample 和 choices 函数都可以实现随机抽样， sample 实现⽆放回抽样，这意味着抽样取出的字符是不重复的； choices 实现有放回抽样，这意味着可能会重复选中某些字

符。这两个函数的第⼀个参数代表抽样的总体，⽽参数 k 代表抽样的数量。

例⼦ 2 ：设计⼀个函数返回给定⽂件名的后缀名。

说明 ：⽂件名通常是⼀个字符串，⽽⽂件的后缀名指的是⽂件名中最后⼀个 . 后⾯的部分，也称为⽂件的扩展名，它是某些操作系统⽤来标记⽂件类型的⼀种机制，例如在Windows 系统上，后缀名 exe 表示这是⼀个可执⾏程序，⽽后缀名 txt 表示这是⼀个纯⽂本⽂件。需要注意的是，在Linux和 macOS 系统上，⽂件名可以以 . 开头，表示这是⼀个隐藏⽂件，像 .gitignore 这样的⽂件名， . 后⾯并不是后缀名，这个⽂件没有后缀名或者说后缀名为 '' 。

def get_suffix(filename):
 """获取⽂件名的后缀名
 :param filename: ⽂件名
 :return: ⽂件的后缀名
 """
 # 从字符串中逆向查找.出现的位置
 pos = filename.rfind('.')
 # 通过切⽚操作从⽂件名中取出后缀名
 return filename[pos + 1:] if pos > 0 else ''

可以⽤下⾯的代码对上⾯的函数做⼀个简单的测验。

print(get_suffix('readme.txt')) # txt
print(get_suffix('readme.txt.md')) # md
print(get_suffix('.readme')) #
print(get_suffix('readme.')) #
print(get_suffix('readme')) #

上⾯的 get_suffix 函数还有⼀个更为便捷的实现⽅式，就是直接使⽤ os.path 模块的 splitext 函数，这个函数会将⽂件名拆分成带路径的⽂件名和扩展名两个部分，然后返回⼀个⼆元组（下节课会讲到元组），⼆元组中的第⼆个元素就是⽂件的后缀名（包含 . ），如果要去掉后缀名中的 . ，可以做⼀个字符串的切⽚操作，代码如下所示。

from os.path import splitext
def get_suffix(filename):
 return splitext(filename)[1][1:]

例⼦ 3 ：在终端中显示跑⻢灯（滚动）⽂字。

说明 ：实现跑⻢灯⽂字的原理⾮常简单，把当前字符串的第⼀个字符放到要输出的内容的最后

⾯，把从第⼆个字符开始后⾯的内容放到要输出的内容的最前⾯，通过循环重复这个操作，就可

以看到滚动起来的⽂字。两次循环之间的间隔可以通过 time 模块的 sleep 函数来实现，⽽清除屏

幕上之前的输出可以使⽤ os 模块的 system 函数调⽤系统清屏命令来实现。

import os
import time
content = '北 京 欢 迎 你 为 你 开 天 辟 地 '
while True:
 # Windows清除屏幕上的输出
 # os.system('cls') 
 # macOS清除屏幕上的输出
 os.system('clear')
 print(content)
 # 休眠0.2秒（200毫秒）
 time.sleep(0.2)
 content = content[1:] + content[0]

提示 ：我们之前建议⼤家暂时⽤ VS Code 来编写 Python 代码，如果你已经提前开始使⽤ PyCharm

了，需要提醒⼤家， PyCharm 的运⾏窗⼝⽆法⽤上⾯的⽅式做清屏处理。建议在 “ 命令⾏提示

符 ” 或 “ 终端 ” （ PyCharm 中的 “Terminal” 相当于就是 Windows 系统的 “ 命令⾏提示符 ” 或 macOS 系统

的 “ 终端 ” ）中运⾏该程序。