Строки в Python 3. Введение в работу со строками.
Введение
Строки (strings) в Python представляют собой последовательности из одного или более знаков (букв, цифр, символов). И хотя мы можем использовать эту последовательность в каких-то операциях, сама она является неизменной. То есть строку нельзя изменить, не создав при этом другой объект, занимающий иной адрес в памяти.
Благодаря широкому распространению текста в повседневной жизни, строка является важным типом данных, присутствующим в мире программирования.
В этом руководстве мы рассмотрим, как создавать и выводить на экран строки, как их объединять и повторять, а также, как устанавливать в качестве значения для переменных.
Создание строк и вывод их на экран
Строки в Python записываются либо с помощью одинарных » либо с помощью двойных «» кавычек. Поэтому, для того, чтобы создать строку, давайте заключим последовательность символов в один из видов этих кавычек.
Вы можете использовать либо одинарные либо двойные кавычки, но чтобы вы не выбрали, вам следует придерживаться этого на протяжении всей программы.
Используя знания о форматировании строк в Python давайте теперь посмотрим, как мы можем обрабатывать и изменять строки в программах.
Конкатенация строк
Давайте соединим строки «Sammy» и «Shark» вместе с помощью функции print() :
Следите за тем, чтобы никогда не использовать оператор «+» между двумя разными типами данных. Например, мы не можем объединять строки и числа вместе. И вот что произойдет, если мы вдруг попробуем это сделать:
Когда мы соединяем одну или более строк вместе с помощью конкатенации, то создаем новую строку, которую сможем использовать в дальнейшем в нашей программе.
Повторение строк
Таким образом, с помощью оператора повторения мы можем сколь угодно клонировать нужный нам текст.
Сохранение строк в качестве значения для переменных
В общем смысле слова, переменные являются последовательностью символов, которую вы можете использовать для хранения данных в программе. Например, их можно представить в качестве неких пустых ящиков, в которое вы помещаете различные объекты. Такими объектами может стать любой тип данных, и строки в этом смысле не исключение. Однажды создав переменную, мы сильно упрощаем себе работу со строкой на протяжении всей программы.
Для того чтобы сохранить значение строки внутри переменной, нам просто нужно присвоить строке ее имя. В следующем примере давайте объявим my_str в качестве нашей переменной:
И получим следующий вывод:
Использование переменных вместо строк не только дает нам возможность не переписывать строки каждый раз, когда нам это нужно, но также сильно упрощает работу с ними внутри программы.
Заключение
Итак, в этом руководстве мы рассмотрели основы работы со строковыми данными в Python 3. А именно, научились создавать и выводить на экран строки, объединять их и повторять, а также сохранять строки в переменных. Но все это конечно же является лишь самыми начальными знаниями о возможностях использования строк в Python 3.
Урок 4
Работа со строками
Последовательности в Python
Последовательность(Sequence Type) — итерируемый контейнер, к элементам которого есть эффективный доступ с использованием целочисленных индексов.
Последовательности могут быть как изменяемыми, так и неизменяемыми. Размерность и состав созданной однажды неизменяемой последовательности не может меняться, вместо этого обычно создаётся новая последовательность.
2. С помощью тройных кавычек.
Главное достоинство строк в тройных кавычках в том, что их можно использовать для записи многострочных блоков текста. Внутри такой строки возможно присутствие кавычек и апострофов, главное, чтобы не было трех кавычек подряд. Пример:
В таблице перечислены самые часто используемые экранированные последовательности:
«Сырые строки»
Если перед открывающей кавычкой стоит символ ‘r’ (в любом регистре), то механизм экранирования отключается.
Это может быть нужно, например, в такой ситуации:
str = r’C:\new_file.txt’
Итак, строки в Python поддерживают две группы методов:
Далее будем рассматривать базовые операции, которые можно выполнять со строками. Начнем со сложения и умножения строк. Они, как мы уже выяснили выше, относятся к группе общих операций над последовательностями. Итак:
1. Оператор сложения строк +
+ — оператор конкатенации строк. Он возвращает строку, состоящую из совокупности других строк.
Например:
Срез (slice) — извлечение из данной строки одного символа или некоторого фрагмента подстроки или подпоследовательности.
Задачи по темам
Одной простой особенностью f-строк, которую вы можете начать использовать сразу, является интерполяция переменной. Вы можете указать имя переменной непосредственно в f-строковом литерале ( f’string’ ), и Python заменит имя соответствующим значением.
Python с нуля — часть 7: строки
Строки (string) один из наиболее часто используемых типов данных в Python.
Создать строку можно просто заключив символы в кавычки, при этом для Python одинарные кавычки ( ‘ ‘ ) имеют такое же значение, как и двойные ( » » ).
Создаётся строка простым присваивание значения переменной. Например:
Получение значений из строк
Для доступа к отдельным символам в строке используются квадратные скобки с указанием индекса символа, допустимо выполнение “среза” (slicing), с указанием начального и конечного индекса.
Результат выполнения этого кода:
Обновление данных в строках
Вы можете обновлять информацию в строке, переназначая данные переменной:
Примечание: вообще, строки в Python являются неизменяемыми (immutable) объектами, и прямое присваивание нового значения элементу списка вызовет ошибку:
Но можно воспользоваться операцией конкатенации (см. ниже) для этого. При этом – сам объект в памяти остаётся прежним:
Escape-последовательности
В таблице ниже приводится список символов, которые не отображаются на экране при обработке.
Они обрабатываются как в одинарных, так и в двойных кавычках.
| Backslash notation | Hexadecimal character | Description |
|---|---|---|
| a | 0x07 | звуковой сигнал или предупреждение |
| b | 0x08 | возврат на одну позицию |
| cx | control-x | |
| C-x | control-x | |
| e | 0x1b | escape |
| f | 0x0c | команда принтера |
| M-C-x | meta-Control-x | |
| n | 0x0a | новая строка |
| nnn | восьмеричное значение | |
| r | 0x0d | возврат каретки |
| s | 0x20 | пробел |
| t | 0x09 | табуляция |
| v | 0x0b | вертикальная табуляция |
| x | символ x | |
| xnn | шестнадцатеричное значение |
Специальные строковые операторы
Предположим, переменная строки a содержит ‘Hello‘, а переменная b – ‘Python‘:
| Operator | Description | Example |
|---|---|---|
| + | конкатенация – добавление значений с обеих сторон от оператора | a + b вернёт HelloPython |
| * | повторение – создаёт новую строку, в которой объединены копии той же строки | a*2 вернёт HelloHello |
| [] | срез (slice) – возвращает символ с указанным индексом | a[1] вернёт e |
| [ : ] | срез диапазона – возвращает символы с заданном диапазоне индексов | a[1:4] вернёт ell |
| in | членство (membership) – возвращает истину (true, 1) если заданный символ присутствует в строке | H in a вернёт 1 |
| not in | членство (membership) – возвращает истину (true, 1) если заданный символ не присутствует в строке | M not in a вернёт 1 |
| r/R | обычная строка (raw string) – подавляет значение escape-последовательностей; синтаксис таких строк такой же, как и у обычных строк, за исключением оператора r или R, который добавляется непосредтсвенно перед открывающей кавычкой | print r’n’ вернёт n и print R’n’ вернёт n |
| % | format – выполнение форматирования строки | см. далее |
Оператор форматирования строк
Другой, более наглядный и простой пример:
В таблице представлен полный список символов, которые могут быть использованы с оператором % :
| Format Symbol | Conversion |
|---|---|
| %c | один символ |
| %s | преобразование строки данными другого str()-объекта |
| %i | алиас %d |
| %d | целое десятичное число |
| %u | то же, что и %d (устарев?) |
| %o | восьмеричное целое |
| %x | шестнадцатеричное целое (строчные буквы) |
| %X | шестнадцатеричное целое (ПРОПИСНЫЕ буквы) |
| %e | экспоненциальное представление (строчная ‘e’) |
| %E | экспоненциальное представление (прописная ‘e’) |
| %f | вещественное число в десятичном виде |
| %g | краткая версия для %f и %e |
| %G | краткая версия для %f и %E |
Кроме этого, есть дополнительные возможности:
| Symbol | Functionality |
|---|---|
| * | argument specifies width or precision |
| – | left justification |
| + | display the sign |
| leave a blank space before a positive number | |
| # | add the octal leading zero ( ‘0’ ) or hexadecimal leading ‘0x’ or ‘0X’, depending on whether ‘x’ or ‘X’ were used. |
| 0 | pad from left with zeros (instead of spaces) |
| % | ‘%%’ leaves you with a single literal ‘%’ |
| (var) | mapping variable (dictionary arguments) |
| m.n. | m is the minimum total width and n is the number of digits to display after the decimal point (if appl.) |
Тройные кавычки
Тройные кавычки в Python позволяют располагать текст в несколько строк и использовать в нём специальные символы, такие как табуляция ( t ), новая строка ( n ) и другие.
Примечание: кроме того, в функциях текст, заключённый в тройные кавычки, используется для документации функции.
Синтаксис тройных кавычек представляет собой набор из трёх открывающих последовательных одинарных или двойных кавычек – и трёх закрывающих.
Результат выполнения этого кода:
Обратите внимание, что каждый специальный символ был превращен в его “печатную форму”, а новые строки отображаются либо прямым переводом строки в тексте, либо escape-последовательностью ( n ).
“Сырые строки” (raw strings) не обрабатывают символ обратно слеша как специальный символ. Каждый символ, который указан в такой строке будет отображён “как есть”:
Результат выполнения этого кода:
Теперь – давайте сделаем “необработанную строку” с помощью символа r перед открывающей кавычкой:
Строки с unicode
Обычные строки в Python записываются с помощью таблицы 8-ми битной ASCII символов, тогда как Unicode-строки хранятся в 16-ти битной таблице. Это позволяет использовать более разнообразные символы в ней, включая специальные символы различных языков.
Мы ограничимся такой Unicode-строкой:
Результат её выполнения:
Встроенные строковые методы (или методы строк)
UPD: смотрите более полное описание строковых методов тут>>>.
В Python имеются такие встроенные методы для управление строками:
Строки в python 3: методы, функции, форматирование
В уроке по присвоению типа переменной в Python вы могли узнать, как определять строки: объекты, состоящие из последовательности символьных данных. Обработка строк неотъемлемая частью программирования на python. Крайне редко приложение, не использует строковые типы данных.
Из этого урока вы узнаете: Python предоставляет большую коллекцию операторов, функций и методов для работы со строками. Когда вы закончите изучение этой документации, узнаете, как получить доступ и извлечь часть строки, а также познакомитесь с методами, которые доступны для манипулирования и изменения строковых данных.
Ниже рассмотрим операторы, методы и функции, доступные для работы с текстом.
Строковые операторы
Оператор сложения строк +
+ — оператор конкатенации строк. Он возвращает строку, состоящую из других строк, как показано здесь:
Оператор умножения строк *
* — оператор создает несколько копий строки. Если s это строка, а n целое число, любое из следующих выражений возвращает строку, состоящую из n объединенных копий s :
Вот примеры умножения строк:
Значение множителя n должно быть целым положительным числом. Оно может быть нулем или отрицательным, но этом случае результатом будет пустая строка:
Оператор принадлежности подстроки in
Встроенные функции строк в python
Python предоставляет множество функций, которые встроены в интерпретатор. Вот несколько, которые работают со строками:
| Функция | Описание |
|---|---|
| chr() | Преобразует целое число в символ |
| ord() | Преобразует символ в целое число |
| len() | Возвращает длину строки |
| str() | Изменяет тип объекта на string |
Более подробно о них ниже.
Функция ord(c) возвращает числовое значение для заданного символа.
На базовом уровне компьютеры хранят всю информацию в виде цифр. Для представления символьных данных используется схема перевода, которая содержит каждый символ с его репрезентативным номером.
ASCII прекрасен, но есть много других языков в мире, которые часто встречаются. Полный набор символов, которые потенциально могут быть представлены в коде, намного больше обычных латинских букв, цифр и символом.
Unicode — это современный стандарт, который пытается предоставить числовой код для всех возможных символов, на всех возможных языках, на каждой возможной платформе. Python 3 поддерживает Unicode, в том числе позволяет использовать символы Unicode в строках.
Функция ord() также возвращает числовые значения для символов Юникода:
Функция chr(n) возвращает символьное значение для данного целого числа.
chr() также обрабатывает символы Юникода:
Функция len(s) возвращает длину строки.
len(s) возвращает количество символов в строке s :
Функция str(obj) возвращает строковое представление объекта.
Практически любой объект в Python может быть представлен как строка. str(obj) возвращает строковое представление объекта obj :
Индексация строк
Часто в языках программирования, отдельные элементы в упорядоченном наборе данных могут быть доступны с помощью числового индекса или ключа. Этот процесс называется индексация.
Например, схематическое представление индексов строки ‘foobar’ выглядит следующим образом:
Отдельные символы доступны по индексу следующим образом:
Вот несколько примеров отрицательного индексирования:
Срезы строк
Если пропустить первый индекс, срез начинается с начала строки. Таким образом, s[:m] = s[0:m] :
Для любой строки s и любого целого n числа ( 0 ≤ n ≤ len(s) ), s[:n] + s[n:] будет s :
Пропуск обоих индексов возвращает исходную строку. Это не копия, это ссылка на исходную строку:
Если первый индекс в срезе больше или равен второму индексу, Python возвращает пустую строку. Это еще один не очевидный способ сгенерировать пустую строку, если вы его искали:
Отрицательные индексы можно использовать и со срезами. Вот пример кода Python:
Шаг для среза строки
Существует еще один вариант синтаксиса среза, о котором стоит упомянуть. Добавление дополнительного : и третьего индекса означает шаг, который указывает, сколько символов следует пропустить после извлечения каждого символа в срезе.
Иллюстративный код показан здесь:
Как и в случае с простым срезом, первый и второй индексы могут быть пропущены:
Вы также можете указать отрицательное значение шага, в этом случае Python идет с конца строки. Начальный/первый индекс должен быть больше конечного/второго индекса:
В приведенном выше примере, 5:0:-2 означает «начать с последнего символа и делать два шага назад, но не включая первый символ.”
Когда вы идете назад, если первый и второй индексы пропущены, значения по умолчанию применяются так: первый индекс — конец строки, а второй индекс — начало. Вот пример:
Это общая парадигма для разворота (reverse) строки:
Форматирование строки
В Python версии 3.6 был представлен новый способ форматирования строк. Эта функция официально названа литералом отформатированной строки, но обычно упоминается как f-string.
Возможности форматирования строк огромны и не будут подробно описана здесь.
Одной простой особенностью f-строк, которые вы можете начать использовать сразу, является интерполяция переменной. Вы можете указать имя переменной непосредственно в f-строковом литерале ( f’string’ ), и python заменит имя соответствующим значением.
Но это громоздко. Чтобы выполнить то же самое с помощью f-строки:
Код с использованием f-string, приведенный ниже выглядит намного чище:
Любой из трех типов кавычек в python можно использовать для f-строки:
Изменение строк
Строки — один из типов данных, которые Python считает неизменяемыми, что означает невозможность их изменять. Как вы ниже увидите, python дает возможность изменять (заменять и перезаписывать) строки.
Такой синтаксис приведет к ошибке TypeError :
На самом деле нет особой необходимости изменять строки. Обычно вы можете легко сгенерировать копию исходной строки с необходимыми изменениями. Есть минимум 2 способа сделать это в python. Вот первый:
Есть встроенный метод string.replace(x, y) :
Читайте дальше о встроенных методах строк!
Встроенные методы строк в python
В руководстве по типам переменных в python вы узнали, что Python — это объектно-ориентированный язык. Каждый элемент данных в программе python является объектом.
Вы также знакомы с функциями: самостоятельными блоками кода, которые вы можете вызывать для выполнения определенных задач.
Методы похожи на функции. Метод — специализированный тип вызываемой процедуры, тесно связанный с объектом. Как и функция, метод вызывается для выполнения отдельной задачи, но он вызывается только вместе с определенным объектом и знает о нем во время выполнения.
Синтаксис для вызова метода объекта выглядит следующим образом:
Вы узнаете намного больше об определении и вызове методов позже в статьях про объектно-ориентированное программирование. Сейчас цель усвоить часто используемые встроенные методы, которые есть в python для работы со строками.
В приведенных методах аргументы, указанные в квадратных скобках ( [] ), являются необязательными.
Изменение регистра строки
Методы этой группы выполняют преобразование регистра строки.
string.capitalize() приводит первую букву в верхний регистр, остальные в нижний.
s.capitalize() возвращает копию s с первым символом, преобразованным в верхний регистр, и остальными символами, преобразованными в нижний регистр:
Не алфавитные символы не изменяются:
string.lower() преобразует все буквенные символы в строчные.
s.lower() возвращает копию s со всеми буквенными символами, преобразованными в нижний регистр:
string.swapcase() меняет регистр буквенных символов на противоположный.
s.swapcase() возвращает копию s с заглавными буквенными символами, преобразованными в строчные и наоборот:
string.title() преобразует первые буквы всех слов в заглавные
s.title() возвращает копию, s в которой первая буква каждого слова преобразуется в верхний регистр, а остальные буквы — в нижний регистр:
Этот метод использует довольно простой алгоритм. Он не пытается различить важные и неважные слова и не обрабатывает апострофы, имена или аббревиатуры:
string.upper() преобразует все буквенные символы в заглавные.
s.upper() возвращает копию s со всеми буквенными символами в верхнем регистре:
Найти и заменить подстроку в строке
Эти методы предоставляют различные способы поиска в целевой строке указанной подстроки.
string.count([, [, ]]) подсчитывает количество вхождений подстроки в строку.
s.count() возвращает количество точных вхождений подстроки в s :
Количество вхождений изменится, если указать и :
string.endswith( [, [, ]]) определяет, заканчивается ли строка заданной подстрокой.
s.endswith( ) возвращает, True если s заканчивается указанным и False если нет:
string.find([, [, ]]) ищет в строке заданную подстроку.
s.find() возвращает первый индекс в s который соответствует началу строки :
string.index([, [, ]]) ищет в строке заданную подстроку.
string.rfind([, [, ]]) ищет в строке заданную подстроку, начиная с конца.
string.rindex([, [, ]]) ищет в строке заданную подстроку, начиная с конца.
Классификация строк
Методы в этой группе классифицируют строку на основе символов, которые она содержит.
string.isalnum() определяет, состоит ли строка из букв и цифр.
string.isalpha() определяет, состоит ли строка только из букв.
string.isdigit() определяет, состоит ли строка из цифр (проверка на число).
s.digit() возвращает True когда строка s не пустая и все ее символы являются цифрами, а в False если нет:
string.isidentifier() определяет, является ли строка допустимым идентификатором Python.
string.islower() определяет, являются ли буквенные символы строки строчными.
string.isprintable() определяет, состоит ли строка только из печатаемых символов.
s.isprintable() возвращает, True если строка s пустая или все буквенные символы которые она содержит можно вывести на экран. Возвращает, False если s содержит хотя бы один специальный символ. Не алфавитные символы игнорируются:
string.isspace() определяет, состоит ли строка только из пробельных символов.
Тем не менее есть несколько символов ASCII, которые считаются пробелами. И если учитывать символы Юникода, их еще больше:
‘\f’ и ‘\r’ являются escape-последовательностями для символов ASCII; ‘\u2005’ это escape-последовательность для Unicode.
string.istitle() определяет, начинаются ли слова строки с заглавной буквы.
string.isupper() определяет, являются ли буквенные символы строки заглавными.
Выравнивание строк, отступы
Методы в этой группе влияют на вывод строки.
string.center( [, ]) выравнивает строку по центру.
string.expandtabs(tabsize=8) заменяет табуляции на пробелы
s.expandtabs() заменяет каждый символ табуляции ( ‘\t’ ) пробелами. По умолчанию табуляция заменяются на 8 пробелов:
tabsize необязательный параметр, задающий количество пробелов:
string.ljust( [, ]) выравнивание по левому краю строки в поле.
string.lstrip([ ]) обрезает пробельные символы слева
s.lstrip() возвращает копию s в которой все пробельные символы с левого края удалены:
string.replace(
- , [, ]) заменяет вхождения подстроки в строке.
s.replace(
- , ) возвращает копию s где все вхождения подстроки
- , заменены на :
string.rjust( [, ]) выравнивание по правому краю строки в поле.
string.rstrip([ ]) обрезает пробельные символы справа
s.rstrip() возвращает копию s без пробельных символов, удаленных с правого края:
string.strip([ ]) удаляет символы с левого и правого края строки.
Важно: Когда возвращаемое значение метода является другой строкой, как это часто бывает, методы можно вызывать последовательно:
string.zfill( ) дополняет строку нулями слева.
s.zfill( ) возвращает копию s дополненную ‘0’ слева для достижения длины строки указанной в :
Если s содержит знак перед цифрами, он остается слева строки:
.zfill() наиболее полезен для строковых представлений чисел, но python с удовольствием заполнит строку нулями, даже если в ней нет чисел:
Методы преобразование строки в список
Методы в этой группе преобразовывают строку в другой тип данных и наоборот. Эти методы возвращают или принимают итерируемые объекты — термин Python для последовательного набора объектов.
Многие из этих методов возвращают либо список, либо кортеж. Это два похожих типа данных, которые являются прототипами примеров итераций в python. Список заключен в квадратные скобки ( [] ), а кортеж заключен в простые ( () ).
Теперь давайте посмотрим на последнюю группу строковых методов.
string.join( ) объединяет список в строку.
В результате получается одна строка, состоящая из списка объектов, разделенных запятыми.
В следующем примере указывается как одно строковое значение. Когда строковое значение используется в качестве итерируемого, оно интерпретируется как список отдельных символов строки:
Это можно исправить так:
string.partition( ) делит строку на основе разделителя.
s.rpartition( ) делит строку на основе разделителя, начиная с конца.
string.rsplit(sep=None, maxsplit=-1) делит строку на список из подстрок.
Без аргументов s.rsplit() делит s на подстроки, разделенные любой последовательностью пробелов, и возвращает список:
Если указан, он используется в качестве разделителя:
Это не работает, когда не указан. В этом случае последовательные пробельные символы объединяются в один разделитель, и результирующий список никогда не будет содержать пустых строк:
string.split(sep=None, maxsplit=-1) делит строку на список из подстрок.
string.splitlines([ ]) делит текст на список строк.
s.splitlines() делит s на строки и возвращает их в списке. Любой из следующих символов или последовательностей символов считается границей строки:
| Разделитель | Значение |
|---|---|
| \n | Новая строка |
| \r | Возврат каретки |
| \r\n | Возврат каретки + перевод строки |
| \v или же \x0b | Таблицы строк |
| \f или же \x0c | Подача формы |
| \x1c | Разделитель файлов |
| \x1d | Разделитель групп |
| \x1e | Разделитель записей |
| \x85 | Следующая строка |
| \u2028 | Новая строка (Unicode) |
| \u2029 | Новый абзац (Unicode) |
Вот пример использования нескольких различных разделителей строк:
Если в строке присутствуют последовательные символы границы строки, они появятся в списке результатов, как пустые строки:
Заключение
В этом руководстве было подробно рассмотрено множество различных механизмов, которые Python предоставляет для работы со строками, включая операторы, встроенные функции, индексирование, срезы и встроенные методы.
Python есть другие встроенные типы данных. В этих урока вы изучите два наиболее часто используемых: