高级语言程序设计（Python）CAP：字符串操作

# 1. Python中的字符串概述

## 1.1 字符串的定义和特点

在Python中，字符串是不可变的序列，用于表示和处理文本数据。字符串由一系列字符构成, 可以包含字母、数字、符号和空格等字符。

字符串的定义可以使用单引号('')或双引号("")括起来，例如:

s1 = 'Hello, World!'
s2 = "I am learning Python."

字符串的特点包括:
- 字符串是不可变的，即不能修改字符串中的某个字符，但可以通过重新赋值的方式改变整个字符串
- 字符串和其他数据类型之间可以相互转换
- 字符串支持切片操作，可以提取字符串的子串

## 1.2 字符串的常见操作

Python提供了丰富的字符串操作方法，常见的操作包括：

- 计算字符串的长度：使用`len()`函数可以获取字符串中字符的个数。

  s = "Hello, World!"
  print(len(s))  # 输出 13

- 拼接字符串：可以使用加号(+)运算符将两个字符串连接起来。

  s1 = "Hello"
  s2 = "World"
  s3 = s1 + " " + s2
  print(s3)  # 输出 "Hello World"

- 复制字符串：使用乘号(*)运算符可以重复字符串。

  s = "Python"
  print(s * 3)  # 输出 "PythonPythonPython"

- 判断子串：使用`in`关键字可以判断一个字符串是否包含在另一个字符串中。

  s = "Hello, World!"
  print("World" in s)  # 输出 True

- 字符串格式化：通过占位符和格式化操作符，可以将变量的值插入到字符串中。

  name = "Alice"
  age = 25
  print("My name is %s and I am %d years old." % (name, age))
  # 输出 "My name is Alice and I am 25 years old."

这些是字符串的基本操作，后续章节将详细介绍字符串的更多特性和用法。

# 2. 字符串的索引与切片

在Python中，字符串是一个由字符组成的不可变序列。可以通过索引和切片来访问和修改字符串中的字符。

### 2.1 字符串的索引

字符串的索引从0开始，可以通过索引获取字符串中的单个字符。例如：

s = "Hello, World!"
print(s[0])   # 输出：H
print(s[7])   # 输出：W

可以使用负数索引来从字符串末尾开始索引，例如：

s = "Hello, World!"
print(s[-1])  # 输出：!
print(s[-6])  # 输出：W

### 2.2 字符串的切片

除了索引，我们还可以使用切片操作来获取字符串的子字符串。切片操作使用方括号加上冒号，语法为`[start:stop:step]`，其中start表示起始索引，stop表示截止索引，step表示步长。

s = "Hello, World!"
print(s[0:5])    # 输出：Hello
print(s[7:12])   # 输出：World

可以省略start、stop或step中的任意一个或多个参数，省略start表示从字符串开头开始，省略stop表示到字符串结尾截止，省略step表示默认为1。

s = "Hello, World!"
print(s[:5])     # 输出：Hello
print(s[7:])     # 输出：World!
print(s[::2])    # 输出：Hlo ol!

### 2.3 切片操作的技巧与注意事项

切片操作可以用于复制字符串，或者反转字符串。

s = "Hello, World!"
print(s[::-1])   # 输出：!dlroW ,olleH

需要注意的是，切片操作并不会修改原字符串，而是返回一个新的切片后的字符串。如果想要修改原字符串，需要通过切片重新赋值的方式。

s = "Hello, World!"
s = s[:5] + "Python"
print(s)   # 输出：HelloPython

切片操作还可以用于判断字符串是否包含某个子字符串。

s = "Hello, World!"
if "World" in s:
    print("包含子字符串")
else:
    print("不包含子字符串")

总结：
- 字符串的索引从0开始，可以使用索引获取单个字符。
- 使用切片操作可以获取字符串的子字符串。
- 切片操作可以用于复制字符串、反转字符串、判断字符串是否包含某个子字符串等。
- 切片操作返回的是新的切片