4. `str` 字串操作¶

str 字串是以字元為元素的序列資料結構，字串的語法使用單引號或雙引號包起來，一樣的引號要成對使用。

元素內容是按照儲存順序的 index 存取，語法為 [ index ]。如果按照由前往後的順序，第一個元素 index 是0，依次往後遞增；如果反過來由後往前存取，最後一個元素 index 可以用-1，依次向前遞減。

字串範例	說明
`''`	空字串
`"Python's"`, `'Python"s'`	字串用單引號或雙引號包起來
`'Python\'s\n'`	特殊字元前面要加反斜線 `\`
`r'c:\Users\name'`	引號前置碼`r`保留字串呈現的原貌（raw string）
`"This" "is" "concatenated"`	相鄰的字串會自動被串接起來

內建函式 str() 用來建構新字串，或將物件轉成字串。
內建函式 hex()、bin() 分別可以用來將數值轉換成十六進位及二進位的數字字串。
內建函式 chr() 可以用來將字碼轉換成對應的字元，是 ord() 的逆向操作。
內建函式 len() 可以用來回傳字串的長度。
內建函式 print() 可以用來將字串內容輸出至畫面。

字串類別本身有很多專屬的方法，請參閱官方文件 Text Sequence Type — str。以下僅列出常用的幾個：

format() 用來格式化字串。
count() 計算某個子字串出現幾次。
find() 找出子字串出現的位置。
lower() 返回全部是小寫的複本。
upper() 返回全部是大寫的複本。
replace() 將子字串全部替換成指定的字串。
split() 將字串按照指定的分隔符號切割。
strip() 移除字串前後的空白字元。

字串也是序列容器，所以一般 immutable 序列容器的共同方法也都可以用，參閱官方文件 Common Sequence Operations。

§ 字串是不能就地變更的序列容器。¶

字串在建立後，元素內容不可以就地變更（immutable）。

In [1]:

# 對字串元素指定新值會造成錯誤
s = 'Pithon'
s[1] = 'y'

---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-18ce7d0609eb> in <module>
      1 # 對字串元素指定新值會造成錯誤
      2 s = 'Pithon'
----> 3 s[1] = 'y'

TypeError: 'str' object does not support item assignment

§ 透過切割、重複複製、及串接的操作可以產生新字串。¶

In [2]:

# 使用 [from:to:interval] 的語法切割片段範圍
# 使用加號 '+' 串接字串
s = s[0] + 'y' + s[2:]
print(s)

Python

In [3]:

# 使用乘號 '*' 重複複製序列元素
s = 3 * (s + ' ') + 'rocks!'
print(s)

Python Python Python rocks!

§ 讀取某位置的索引值不能超過範圍，但片段的指定可以容許超過範圍。¶

In [4]:

print('length of string is ' + str(len(s)))
# 超出索引值範圍會造成錯誤
s[60]

length of string is 27

---------------------------------------------------------------------------
IndexError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-4-b72f16fd5655> in <module>
      1 print('length of string is ' + str(len(s)))
      2 # 超出索引值範圍會造成錯誤
----> 3 s[60]

IndexError: string index out of range

In [5]:

# 指定的片段不存在返回空字串
s[21:60]

Out[5]:

'rocks!'

§ 字串類別本身有許多好用的方法，可以用來操作子字串¶

In [6]:

# 數一數字串裡有幾個空格字元
print('There are ' + str(s.count(' ')) + ' spaces')

There are 3 spaces

In [7]:

# 將空格字元用逗號取代
s = s.replace(' ', ',')
print('New comma separated string is: ' + s)

New comma separated string is: Python,Python,Python,rocks!

In [8]:

# 將逗號分隔的片段切割成子串
print(s.split(sep = ','))

['Python', 'Python', 'Python', 'rocks!']

4.1 用 `format()` 格式化字串¶

使用大括號 { } 保留需要格式化字串的位置，裡面可以指定欄位名稱及格式規則。（註: 以下格式是簡化過的版本，完整的定義請參閱官方文件 6.1.3. Format String Syntax）

格式化語法： `{` `欄位名稱` `:格式規則` `}`

欄位名稱：可以用數字或文字命名。欄位名字所在的位置，會被指定用某個格式化後的文字取代。
格式規則：指定用來從原物件資料轉成字串的規則，如欄位寬、小數點位數、左右對齊等。格式的規則按照以下語法順序指定，中括號不是語法的一部份，只是用來區隔每一種可有可無的格式選項：

格式規則順序： [[`空白填補字元`]`對齊`] [`#`] [`0`] [`寬度`] [`.小數點精度`] [`格式類型`]

對齊

對齊選項	說明
`<`	靠左對齊
`>`	靠右對齊
`^`	置中

#：指定顯示數值進制的前綴符號。
0：針對數值格式，指定在空白處補 '0'。
寬度：指定欄位寬。
.小數點精度：指定小數點後面幾位數
格式類型

格式類型	說明
`s`	字串
`c`	字元
`b`	二進位
`d`	十進制整數
`x`	小寫字母十六進制整數
`X`	大寫字母十六進制整數
`f`	浮點數，預設小數點以下6位
`e`	小寫字母科學記號
`E`	大寫字母科學記號
`%`	將浮點數轉換為百分比

§ `format` 指定欄位名稱¶

In [9]:

import math
# 用數字指定欄位名字，數字對應的是format()裡的參數順序
print('Math constants: π = {0}, e = {1}, τ = {2}'.format(math.pi, math.e, math.tau))

Math constants: π = 3.141592653589793, e = 2.718281828459045, τ = 6.283185307179586

In [10]:

# 欄位可以重複指定使用
print('Math constants: π = {0},\n τ = {1}, \tτ 其實就是 2π = 2 * {0}'.format(math.pi, math.tau))

Math constants: π = 3.141592653589793,
 τ = 6.283185307179586, 	τ 其實就是 2π = 2 * 3.141592653589793

In [11]:

# 數字欄位的名字可以不用照順序
print('Math constants: π = {2}, e = {0}, τ = {1}'.format(math.e, math.tau, math.pi))

Math constants: π = 3.141592653589793, e = 2.718281828459045, τ = 6.283185307179586

In [12]:

# 如果全部欄位都按照順序，一個蘿蔔一個坑，那欄位裡的數字可以省略
'Math constants: π = {}, e = {}, τ = {}'.format(math.pi, math.e, math.tau)

Out[12]:

'Math constants: π = 3.141592653589793, e = 2.718281828459045, τ = 6.283185307179586'

In [13]:

# 用文字指定欄位名字，而因為format()裡也明確指定參數的名字，所以參數列出來的順序就不重要了
print('Math constants: π = {Pi}, e = {e}, τ = {Tau}'.format(e=math.e, Pi=math.pi, Tau=math.tau))

Math constants: π = 3.141592653589793, e = 2.718281828459045, τ = 6.283185307179586

In [14]:

# 欄位可以重複指定使用
print('Math constants: π = {Pi}, τ = {Tau}, τ 其實就是 2π = 2 * {Pi}'.format(Pi=math.pi, Tau=math.tau))

Math constants: π = 3.141592653589793, τ = 6.283185307179586, τ 其實就是 2π = 2 * 3.141592653589793

In [15]:

m = [math.pi, math.e, math.tau]
# list 卸載會塞到對應順序的欄位
print('Math constants: {}, {}, {}'.format(*m))

Math constants: 3.141592653589793, 2.718281828459045, 6.283185307179586

In [16]:

n = {'pi': math.pi, 'e': math.e, 'tau': math.tau}
# dict 卸載會塞value到對應key的欄位
print('Math constants: π = {pi}, τ = {tau}, e = {e}'.format(**n))
# 或是只卸載 key
print('Math constants: {}, {}, {}'.format(*n))

Math constants: π = 3.141592653589793, τ = 6.283185307179586, e = 2.718281828459045
Math constants: pi, e, tau

§ `format` 指定寬度、對齊與空白填補¶

In [17]:

# 靠左，空白處補 '-'
print('{:-<30}'.format('left aligned'))

left aligned------------------

In [18]:

# 靠右
print('{:>30}'.format('right aligned'))

                 right aligned

In [19]:

# 置中，空白處補 '*'
print('{:*^30}'.format('centered'))

***********centered***********

§ `format` 指定數值格式與小數精度¶

In [20]:

# 沒有進制前綴符號
print('int: {0:d};  hex: {0:x};  oct: {0:o};  bin: {0:b}'.format(42))

int: 42;  hex: 2a;  oct: 52;  bin: 101010

In [21]:

# 加上進制前綴符號
print('int: {0:d};  hex: {0:#x};  oct: {0:#o};  bin: {0:#b}'.format(42))

int: 42;  hex: 0x2a;  oct: 0o52;  bin: 0b101010

In [22]:

# 改變小數精度
print('constant π = {0:<030.2f}'.format(math.pi))

constant π = 3.1400000000000000000000000000

In [23]:

# 改變數值顯示格式
print('constant π = {0:>030.2e}'.format(math.pi))

constant π = 00000000000000000000003.14e+00

In [24]:

# 用百分比顯示
print('π% = {:.3%}'.format(math.pi))

π% = 314.159%

4. str 字串操作¶

§ 字串是不能就地變更的序列容器。¶

§ 透過切割、重複複製、及串接的操作可以產生新字串。¶

§ 讀取某位置的索引值不能超過範圍，但片段的指定可以容許超過範圍。¶

§ 字串類別本身有許多好用的方法，可以用來操作子字串¶

4.1 用 format() 格式化字串¶

§ format 指定欄位名稱¶

§ format 指定寬度、對齊與空白填補¶

§ format 指定數值格式與小數精度¶

4. `str` 字串操作¶

4.1 用 `format()` 格式化字串¶

§ `format` 指定欄位名稱¶

§ `format` 指定寬度、對齊與空白填補¶

§ `format` 指定數值格式與小數精度¶