Day07 · 字符串（一）

阶段：阶段一 · 核心基础　|　前置：Day06　|　技术基准：Python 3.15.0

学习目标

掌握字符串的三种定义方式：单引号、双引号、三引号
理解字符串的不可变性，知道"修改字符串"其实是生成新串
熟记常用转义字符，会用原始字符串 r'' 描述路径与正则
掌握索引（正负）与切片 s[start:end:step]，能做负步长逆序
会用 len() 取长度，知道字符串与 +、* 运算的规则

一、什么是字符串

字符串（str）就是一串字符，是 Python 里最常用的文本数据类型。它属于序列类型（Sequence）------按顺序排成一列，可以逐个取出来。

二、定义字符串：三种引号

2.1、单引号与双引号

Python 里单引号 '...' 和双引号 "..." 完全等价，任选其一。选哪种的实用规则是：字符串内部需要出现哪种引号，就用另一种包外面。

python 复制代码

# Author: XiaoJia
s1 = 'Hello Python'        # 单引号
s2 = "Hello Python"        # 双引号，效果相同
s3 = '他说："你好"'          # 内部有双引号，外面用单引号
s4 = "it's a book"         # 内部有单引号，外面用双引号

print(s1, s2, s3, s4, sep="\n")

输出：

text 复制代码

Hello Python
Hello Python
他说："你好"
it's a book

2.2、三引号：多行字符串

三个引号 """...""" 或 '''...''' 可以跨行，保留换行和缩进，非常适合写大段文本、SQL、HTML、文档注释。

python 复制代码

poem = """床前明月光，
疑是地上霜。
举头望明月，
低头思故乡。"""
print(poem)

html = """<html>
    <body>Hello Python</body>
</html>"""
print(html)

提示：Day04 讲过，函数/类开头的三引号字符串就是文档字符串（Docstring），本质也是普通字符串。

三、字符串是不可变的

字符串一旦创建，就不能原地修改。所谓"改字符串"，其实是造一个新字符串。

python 复制代码

s = "hello"
# s[0] = "H"     # TypeError: 'str' object does not support item assignment

# 正确做法：造一个新字符串
s2 = "H" + s[1:]
print(s)           # hello    原串没变
print(s2)          # Hello    新串

记住：所有字符串方法都返回新字符串，不改动原串。

四、转义字符

有些字符有特殊含义（比如引号、换行），想表示它们本身就要用反斜杠 \ 转义。

转义符	含义
`\n`	换行
`\t`	横向制表符（Tab）
`\\`	一个反斜杠
`\'`	单引号
`\"`	双引号
`\r`	回车（光标回到行首）
`\b`	退格（删除前一个字符）
`\uXXXX`	Unicode 字符（按码点）

python 复制代码

print("他说：\"你好\"")        # 他说："你好"
print('it\'s a book')         # it's a book
print("第一行\n第二行")        # \n 换行
print("姓名\t年龄")            # 姓名    年龄
print("C:\\Users\\XiaoJia")   # C:\Users\XiaoJia

4.1、转义字符到底解决什么问题

有些字符你想"原样打出来"，但它们在 Python 里另有含义。比如字符串用双引号包着，里面再来一个双引号，解释器会误以为"字符串到这里结束了"。这时候就得用反斜杠 \ 告诉解释器："后面这个字符只是普通字符，别当成语法符号"。

python 复制代码

# 不加转义会怎样？下面这行会报 SyntaxError
# print("他说："你好"")     # 第二个 " 被当成字符串结尾

# 加了转义就正常
print("他说：\"你好\"")    # 他说："你好"

\n、\t 这类则相反------它们是"看不见的控制字符"，反斜杠让普通字母 n 变成"换行"这个动作。常见的还有 \u 加四个十六进制数，表示一个 Unicode 字符：

python 复制代码

print("\u4f60\u597d")     # 你好    按 Unicode 码点输出
print("\u2605")           # ★      一颗星

五、原始字符串 r''

写 Windows 路径或正则表达式时，每个反斜杠都要写成 \\，很麻烦。在引号前加 r（raw），反斜杠就"所见即所得"，不再转义。

python 复制代码

path1 = "C:\\Users\\XiaoJia\\python"   # 普通写法，每个 \ 都要转义
path2 = r"C:\Users\XiaoJia\python"     # 原始字符串，直接写路径

print(path1)          # C:\Users\XiaoJia\python
print(path2)         # C:\Users\XiaoJia\python
print(path1 == path2)  # True

# 正则场景也常用 r
import re
print(re.findall(r"\d+", "编号123abc456"))   # ['123', '456']

注意：原始字符串里最后一个字符不能是单个反斜杠 （r"\" 会报错），因为反斜杠还在转义引号。路径末尾要反斜杠时写成 r"C:\path\\" 或 path + "\\"。

六、索引：按下标取字符

字符串最左端是第 0 个，向右依次 +1；也可以用负数从右往左数，最右是 -1。

python 复制代码

# Author: XiaoJia
s = "Hello Python"
#  索引：0123456789...（H=0, e=1, ..., P=6, ...）

print(s[0])        # H
print(s[6])        # P
print(s[-1])       # n   最后一个字符
print(s[-7])       # 空格（第 6 位）

长度为 L 的字符串，最后一个字符下标是 L-1；越界会报 IndexError。

python 复制代码

# print(s[100])    # IndexError: string index out of range

七、切片：截取一段

切片语法 s[start:end:step]，从 start 取到 end 之前（不含 end），可带步长。三个参数都能省略。

python 复制代码

s = "Hello Python"
print(s[0:5])      # Hello    [0,5)
print(s[:5])       # Hello    省略 start = 从 0 开始
print(s[6:])       # Python   省略 end = 到最后
print(s[-6:])      # Python   负数从右数
print(s[::2])      # HloPto   步长 2，隔一个取
print(s[::-1])     # nohtyP olleH   步长 -1，字符串反转！
print(s[0:100])    # Hello Python   切片越界不报错，自动截到末尾

切片口诀：左含右不含，省略即到头；步长为负，从右往左走。

python 复制代码

# 实用小例：去首尾、取奇偶位
word = "abcdefg"
print(word[1:-1])      # bcdef    去掉首尾
print(word[::2])       # aceg     偶数位（0,2,4,6）
print(word[1::2])      # bdf      奇数位（1,3,5）

5.1、索引与切片的常见坑

新手在索引切片上常犯三个错，小嘉一次讲清：

下标从 0 而不是 1 开始 ：第一个字符是 s[0]，不是 s[1]。
切片右边界取不到 ：s[0:5] 取的是下标 0、1、2、3、4，不包含 5，所以长度正好等于 5 - 0 = 5。
负索引从 -1 开始 ：最后一个字符是 s[-1]，不是 s[-0]（-0 等于 0）。

python 复制代码

# Author: XiaoJia
word = "Python"
# 下标： P  y  t  h  o  n
# 正数： 0  1  2  3  4  5
# 负数：-6 -5 -4 -3 -2 -1

print(word[0])       # P     第一个
print(word[5])       # n     最后一个
print(word[-1])      # n     最后一个（等价写法）
print(word[0:6])     # Python  左含右不含，长度 6
print(word[:3])      # Pyt    省略 start
print(word[3:])      # hon    省略 end

还有一个反直觉但好用的点：切片越界不报错，索引越界才报错。

python 复制代码

s = "abc"
print(s[1:100])      # bc    切片自动截到末尾，不报错
# print(s[100])      # 索引越界 → IndexError

八、len()、+ 与 *

8.1、len() 取长度

python 复制代码

print(len("Hello"))      # 5
print(len(""))           # 0
print(len("你好"))        # 2   中文一个字算 1 个字符

8.2、字符串拼接 + 与重复 *

python 复制代码

s1 = "Hello"
s2 = "World"
print(s1 + " " + s2)     # Hello World
print("=" * 30)          # ==============================
print("Ha" * 3)           # HaHaHa

规则：

+ 只能两个字符串相加；字符串和数字相加要先 str() 转换。
* 的另一个操作数必须是整数，表示重复次数。
运算结果都是新字符串，原串不变。

python 复制代码

# 常见错误：字符串和数字直接相加
# print("年龄：" + 18)        # TypeError
print("年龄：" + str(18))     # 年龄：18

python 复制代码

# 常见错误：字符串和数字直接相加
# print("年龄：" + 18)        # TypeError
print("年龄：" + str(18))     # 年龄：18

# 乘 0 或负整数会得到空串
print("Ha" * 0)               # 空串
print("ab" * -3)              # 空串

+ 和 * 都不会改动原字符串，而是返回一个全新字符串。这跟 Day06 讲的"字符串不可变"是一回事------你看到的所有字符串运算，本质都是"读老串、造新串"。

8.3、字符串与数字相加为什么会报错

新手常写 print("第" + 1 + "名")，结果报 TypeError: can only concatenate str (not "int") to str。原因很简单：+ 在字符串里表示"拼接"，它要求两边都是字符串；而 1 是整数，类型对不上，Python 不会自作主张帮你转换（这正是 Day01 讲的"强类型"）。解决办法就是先用 str() 把数字转成字符串，或者干脆用 f-string：

python 复制代码

# 错误：str + int
# print("第" + 1 + "名")      # TypeError

# 对：先转字符串
print("第" + str(1) + "名")     # 第1名

# 更推荐：f-string，自动处理类型
print(f"第{1}名")                # 第1名

这个小坑本质上还是"字符串不可变、+ 只认字符串"这条规则的延伸。理解了类型边界，报错信息就不再可怕。

九、综合小例：手搓"首字母大写"

Day07 学的知识可以组合起来解决一个小问题：把 "hello python" 变成 "Hello Python"，不调用现成的 title()，自己用切片和拼接实现。

python 复制代码

# Author: XiaoJia
s = "hello python"

# 第一步：把第一个单词首字母大写
result = s[0].upper() + s[1:6]      # "Hello "
# 第二步：找到第二个单词，把它的首字母大写
space_pos = s.find(" ")            # 6
result = result + s[space_pos + 1].upper() + s[space_pos + 2:]
print(result)                       # Hello Python

这个例子把"切片取一段、upper() 改大小写、+ 拼接、find() 定位空格"四个知识点串了起来。等 Day08 学了 split()、join()，这种需求会写得更简洁------但思路是一样的：切片取出要改的片段，改完再拼回去。

小嘉提醒：因为字符串不可变，你永远是"造新串"，而不是"改老串"。理解这一点，后面学列表（可变）时，你才能体会两者的本质差别。

十、本章边界：今天没讲什么

为避免贪多，Day07 只解决"字符串怎么定义、取字符、切片"这三件事。字符串的格式化输出 （%、.format()、f-string）、编码解码 、以及 find/replace/split/join 等几十个方法，全部放在 Day08。今天你只要记住两件事：

字符串是一串不可变的字符，用引号定义；
靠"索引取值、切片取段"就能完成大部分基础操作。

把这两点用熟，Day08 的方法学起来会非常顺------那些方法本质上都是"在切片的基础上做加工"。

练习题

用三种引号各写一个字符串：含英文双引号的、含英文单引号的、跨三行的，分别打印。
给定 s = "PythonProgramming"，用切片取出 "Python"、"Programming"，再把整个字符串反转。
用原始字符串写一个 Windows 路径 D:\文档\教材\Python，并用 print 打印，观察和普通写法的区别。
写代码验证"字符串不可变"：尝试 s[0]="x" 看报什么错，再用 + 和切片造一个首字母大写的新串。
给定 word = "abcdefgh"，分别用切片取出偶数位字符和奇数位字符。
思考题：s[::-1] 为什么能反转字符串？步长为负时 start 和 end 默认指向哪一端？

小结

字符串用 '...'、"..." 定义，三引号 """...""" 可跨行；单双引号等价，按"内部有什么引号就用另一种包"选择。
字符串不可变：不能 s[i]=x，所有方法返回新串。
转义字符 \n \t \\ \' \" 等；原始字符串 r"..." 所见即所得，适合路径与正则，但末尾不能是单个 \。
索引从 0 开始，负数从右数（-1 是最后一个）；越界索引报 IndexError，但切片越界不报错。
切片 s[start:end:step]：左含右不含，省略即到头，[::-1] 反转字符串。
len() 取长度（中文按字符算 1）；+ 拼接、* 重复，都产生新串；字符串不能直接和数字相加。

扩展阅读

文本序列类型 str 官方文档：https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#text-sequence-type-str
转义字符完整列表：https://docs.python.org/3/reference/lexical_analysis.html#string-and-bytes-literals