Python 的字符串
搞清楚了令人头疼的字符编码问题后,我们再来研究 Python 的字符串。在最新的 Python 3 版本中,字符串是以 Unicode 编码的,也就是说,Python 的字符串支持多语言,例如:
>>> print('包含中文的 str')
包含中文的 str 对于单个字符的编码,Python 提供了 ord()函数获取字符的整数表示, chr()函数把编码转换为对应的字符:
>>> ord('A')
65
>>> ord('中')
20013
>>> chr(66)
'B'
>>> chr(25991)
'文'
如果知道字符的整数编码,还可以用十六进制这么写 str:
>>> '\u4e2d\u6587'
'中文'
两种写法完全是等价的。由于 Python 的字符串类型是 str,在内存中以 Unicode 表示,一个字符 对应若干个字节。如果要在网络上传输,或者保存到磁盘上,就需要把 str 变为以字节为单位的 bytes。
Python 对 bytes 类型的数据用带 b 前缀的单引号或双引号表示:
x = b'ABC'
要注意区分'ABC'和 b'ABC',前者是 str,后者虽然内容显示得和前者一样,但 bytes 的每个字符都只占用一个字节。
以 Unicode 表示的 str 通过 encode()方法可以编码为指定的 bytes,例如:
>>> 'ABC'.encode('ascii')
b'ABC'
>>> '中文'.encode('utf-8')
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> '中文'.encode('ascii')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1:
ordinal not in range(128)
纯英文的 str 可以用 ASCII 编码为 bytes,内容是一样的,含有中文的 str 可以用 UTF-8 编码为 bytes。含有中文的 str 无法用 ASCII 编码,因为中文编码的范围超过了 ASCII 编码的范围,Python 会报错。
在 bytes 中,无法显示为 ASCII 字符的字节,用\x##显示。反过来,如果我们从网络或磁盘上读取了字节流,那么读到的数据就是bytes。要把 bytes 变为 str,就需要用 decode()方法:
>>> b'ABC'.decode('ascii')
'ABC'
>>> b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
'中文'
要计算 str 包含多少个字符,可以用 len()函数:
>>> len('ABC')
3
>>> len('中文')
2
len()函数计算的是 str 的字符数,如果换成 bytes,len()函数就计算字
节数:
>>> len(b'ABC')
3
>>> len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
6
>>> len('中文'.encode('utf-8'))
6
可见,1 个中文字符经过 UTF-8 编码后通常会占用 3 个字节,而 1 个英文字符只占用 1 个字节。
在操作字符串时,我们经常遇到 str 和 bytes 的互相转换。为了避免乱码问题,应当始终坚持使用 UTF-8 编码对 str 和 bytes 进行转换。
由于 Python 源代码也是一个文本文件,所以,当你的源代码中包含中文的时候,在保存源代码时,就需要务必指定保存为 UTF-8 编码。当Python 解释器读取源代码时,为了让它按 UTF-8 编码读取,我们通常在文件开头写上这两行:
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
第一行注释是为了告诉 Linux/OS X 系统,这是一个 Python 可执行程序,
Windows 系统会忽略这个注释;
第二行注释是为了告诉 Python 解释器,按照 UTF-8 编码读取源代码,否则,你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。
申明了 UTF-8 编码并不意味着你的.py 文件就是 UTF-8 编码的,必须并且要确保文本编辑器正在使用 UTF-8 without BOM 编码:
如果.py文件本身使用UTF-8编码,并且也申明了# -- coding: utf-8 --,打开命令提示符测试就可以正常显示中文:
格式化
最后一个常见的问题是如何输出格式化的字符串。我们经常会输出类似
'亲爱的 xxx 你好!你 xx 月的话费是 xx,余额是 xx'
之类的字符串,而 xxx的内容都是根据变量变化的,所以,需要一种简便的格式化字符串的方式。
在 Python 中,采用的格式化方式和 C 语言是一致的,用%实现,举例如下:
>>> 'Hello, %s' % 'world'
'Hello, world'
>>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)
'Hi, Michael, you have $1000000.'
你可能猜到了,%运算符就是用来格式化字符串的。在字符串内部,%s
表示用字符串替换,%d 表示用整数替换,有几个%?占位符,后面就跟几
个变量或者值,顺序要对应好。如果只有一个%?,括号可以省略。
常见的占位符有:
%d 整数
%f 浮点数
%s 字符串
%x 十六进制整数
其中,格式化整数和浮点数还可以指定是否补 0 和整数与小数的位数:
>>> '%2d-%02d' % (3, 1)
' 3-01'
>>> '%.2f' % 3.1415926
'3.14'
如果你不太确定应该用什么,%s 永远起作用,它会把任何数据类型转换
为字符串:
>>> 'Age: %s. Gender: %s' % (25, True)
'Age: 25. Gender: True'
有些时候,字符串里面的%是一个普通字符怎么办?这个时候就需要转
义,用%%来表示一个%:
>>> 'growth rate: %d %%' % 7
'growth rate: 7 %'