【深度学习】 Python 和 NumPy 系列教程（二）：Python基本数据类型：3、字符串（索引、切片、运算、格式化）

目录

一、前言

二、实验环境

三、Python基本数据类型

3. 字符串（Strings）

1. 初始化

2. 索引

3. 切片

4. 运算

a. 拼接运算

b. 复制运算

c. 子串判断

d. 取长度

5. 格式化

a. 使用位置参数

b. 使用关键字参数

c. 使用属性访问

f-string方法

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一、前言

        Python是一种高级编程语言，由Guido van Rossum于1991年创建。它以简洁、易读的语法而闻名，并且具有强大的功能和广泛的应用领域。Python具有丰富的标准库和第三方库，可以用于开发各种类型的应用程序，包括Web开发、数据分析、人工智能、科学计算、自动化脚本等。

        Python本身是一种伟大的通用编程语言，在一些流行的库（numpy，scipy，matplotlib）的帮助下，成为了科学计算的强大环境。本系列将介绍Python编程语言和使用Python进行科学计算的方法，主要包含以下内容：

• Python：基本数据类型、容器（列表、字典、集合、元组）、函数、类
• Numpy：数组、数组索引、数据类型、数组数学、广播
• Matplotlib：绘图，子图，图像
• IPython：创建笔记本，典型工作流程

二、实验环境

        Python 3.7

        运行下述命令检查Python版本

 python --version 

三、Python基本数据类型

Python的基本数据类型包括：

1. 整数（int）：表示整数值，例如1、2、-3等。
2. 浮点数（float）：表示带有小数点的数值，例如3.14、2.5等。
3. 布尔值（bool）：表示真（True）或假（False）的逻辑值。
4. 字符串（str）：表示文本数据，使用引号（单引号或双引号）括起来，例如"Hello"、'Python'等。
5. 列表（list）：表示一组有序的元素，可以包含不同类型的数据，用方括号括起来，例如[1, 2, 3]、['apple', 'banana', 'orange']等。
6. 元组（tuple）：类似于列表，但是不可修改，用圆括号括起来，例如(1, 2, 3)、('apple', 'banana', 'orange')等。
7. 集合（set）：表示一组唯一的元素，用大括号括起来，例如{1, 2, 3}、{'apple', 'banana', 'orange'}等。
8. 字典（dict）：表示键值对的映射关系，用大括号括起来，例如{'name': 'John', 'age': 25}等。

3. 字符串（Strings）

        字符串（Strings）是Python中的另一个基本数据类型，用于表示文本数据。字符串由一系列字符组成，并且可以使用单引号或双引号括起来。例如："Hello World"是一个字符串。

        字符串可以进行多种操作，例如连接（通过加号运算符）、切片（通过索引和切片操作符）、长度计算（通过len()函数）等。还可以使用各种字符串方法来处理和转换字符串。

        字符串在Python中是不可变的，这意味着一旦创建了一个字符串对象，就不能修改它的值。但是可以通过字符串的方法和操作来创建新的字符串对象。

        字符串在Python中是非常常用的数据类型，用于处理文本数据、表示文件路径、存储用户输入等。它们提供了丰富的功能和操作，使得处理文本数据变得方便而高效。

1. 初始化

        字符串可以使用单引号或双引号括起来进行初始化。

str1 = 'Hello World'
str2 = "Python is awesome"

2. 索引

        可以使用索引操作符（方括号）来访问字符串中的单个字符。字符串的索引从0开始，最左边的字符索引为0，依次递增。例如，可以使用以下方式获取字符串中的字符：

str1 = 'Hello World'
print(str1[0])  # 输出：H
print(str1[6])  # 输出：W

3. 切片

• 模式：<字符串>[begin: end: step]
  • ­左闭右开：以step为步长，取begin到end-1处的全部元素
  • ­step的正负性代表了方向：当step为负时，需要反向输出
  • ­缺省值：begin=0；end=len(<字符串>)；step=1

        可以使用切片操作符（冒号）来获取字符串的子串。切片操作可以指定起始索引和结束索引，其中起始索引包含在切片中，而结束索引不包含在切片中。例如，可以使用以下方式获取字符串的子串：

str1 = 'Hello World'
print(str1[0:5])      # 输出：Hello
print(str1[6:])       # 输出：World
print(str1[0:10:2])   # 输出：HloWr

4. 运算

a. 拼接运算

        可以使用加号运算符（+）将两个字符串进行拼接。

str1 = 'Hello'
str2 = 'World'
result = str1 + ' ' + str2
print(result)  # 输出：Hello World

b. 复制运算

        可以使用乘号运算符（*）将一个字符串复制多次。

str1 = 'Hello'
result = str1 * 3
print(result)  # 输出：HelloHelloHello

c. 子串判断

        可以使用in和not in运算符来判断一个字符串是否是另一个字符串的子串。例如：

str1 = 'Hello World'
print('Hello' in str1)  # 输出：True，'Hello'是'Hello World'的子串
print('abc' not in str1)  # 输出：True，'abc'不是'Hello World'的子串

d. 取长度

        可以使用len()函数获取一个字符串的长度，即字符串中字符的个数。例如：

str1 = 'Hello World'
length = len(str1)
print(length)  # 输出：11

5. 格式化

        可以使用字符串的format()方法将变量的值插入到字符串中。可以使用占位符（花括号）来指定插入变量的位置。例如：

name = 'Alice'
age = 25
message = 'My name is {} and I am {} years old.'.format(name, age)
print(message)  # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.

        字符串的格式化可以使用槽格式控制来实现。槽是占位符，用于指定在格式化字符串中的变量值应该插入的位置。在槽中可以使用索引、关键字参数和属性访问等方式来控制格式化的方式。

        以下是几种常见的槽格式控制方法：

a. 使用位置参数

        可以使用索引来指定要插入的变量的位置。

name = 'Alice'
age = 25
message = 'My name is {0} and I am {1} years old.'.format(name, age)
print(message)  # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.

b. 使用关键字参数

        可以使用变量名作为关键字参数来指定要插入的变量。

name = 'Alice'
age = 25
message = 'My name is {name} and I am {age} years old.'.format(name=name, age=age)
print(message)  # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.

c. 使用属性访问

        如果要格式化的变量是对象的属性，可以使用点号（.）来访问属性。例如：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

person = Person('Alice', 25)
message = 'My name is {p.name} and I am {p.age} years old.'.format(p=person)
print(message)  # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.

f-string方法

        此外，还可以使用更高级的格式化方法，如f-string。f-string是Python 3.6及更高版本引入的一种字符串格式化方法，使用起来更加简洁和方便。

name = 'Alice'
age = 25
message = f'My name is {name} and I am {age} years old.'
print(message)  # 输出：My name is Alice and I am 25 years old.