【Python学习/4】基本数据结构之字符串与集合

文章目录 1. 字符串概念1.1 字符串的创建1.2 字符串的访问和操作1.2.1 下标访问1.2.2 切片操作1.2.3 字符串的拼接和重复1.2.4 字符串的长度 1.3 字符串的方法1.4 字符串的查找和替换1.5 字符串格式化1.5.1 使用 `%` 运算符1.5.2 使用 `str.format()`1.5.3 使用 f-string（Python 3.6 及以上版本） 1.6 字符串的编码和解码 2. 集合概念2.1 集合的创建2.2 集合的基本操作2.2.1 添加元素2.2.2 删除元素2.2.3 集合的运算2.2.4 集合的遍历 2.3 集合的判断2.4 集合的清空和复制2.5 集合的特点

1. 字符串概念 1.1 字符串的创建

字符串（String）是由一系列字符组成的数据类型。在Python中，字符串是不可变类型，即一旦创建就不能修改其中的字符。

可以使用单引号 ' 或双引号 " 来创建字符串，也可以使用三引号（单引号或双引号）来创建多行字符串。

# 单引号创建字符串 a = 'hello' print(type(a)) # <class 'str'> # 双引号创建字符串 b = "world" print(type(b)) # <class 'str'> # 多行字符串，使用三引号 c = '''This is a multi-line string''' print(c) 1.2 字符串的访问和操作 1.2.1 下标访问

字符串可以通过下标来访问每个字符。下标从0开始，也可以使用负数下标来从末尾访问字符。

a = "hello" print(a[0]) # h print(a[-1]) # o 1.2.2 切片操作

字符串支持切片操作，可以截取字符串的一部分。切片语法类似于列表：a[start:end:step]。

a = "hello" print(a[1:4]) # "ell" print(a[:3]) # "hel" print(a[::2]) # "hlo" 1.2.3 字符串的拼接和重复

使用 + 运算符可以拼接字符串，使用 * 运算符可以重复字符串。

a = "hello" b = "world" print(a + " " + b) # "hello world" print(a * 3) # "hellohellohello" 1.2.4 字符串的长度

使用 len() 函数可以获取字符串的长度。

a = "hello" print(len(a)) # 5 1.3 字符串的方法

字符串提供了许多常用的方法，以下是一些常用的字符串方法：

lower()：将字符串转换为小写。upper()：将字符串转换为大写。strip()：去除字符串两端的空格。replace()：替换字符串中的指定字符。split()：将字符串按照指定的分隔符拆分成列表。 a = " Hello World " print(a.lower()) # "hello world" print(a.upper()) # "HELLO WORLD" print(a.strip()) # "Hello World" print(a.replace("World", "Python")) # " Hello Python " print(a.split()) # ['Hello', 'World'] 1.4 字符串的查找和替换 in 和 not in：用来判断子字符串是否存在于字符串中。find()：返回子字符串第一次出现的位置，如果不存在返回 -1。count()：返回子字符串在字符串中出现的次数。 a = "hello world" print("world" in a) # True print(a.find("world")) # 6 print(a.count("l")) # 3 1.5 字符串格式化

Python支持字符串格式化，通过%运算符或str.format()方法来实现。

1.5.1 使用 % 运算符 name = "John" age = 25 print("My name is %s and I am %d years old." % (name, age)) 1.5.2 使用 str.format() print("My name is {} and I am {} years old.".format(name, age)) 1.5.3 使用 f-string（Python 3.6 及以上版本） print(f"My name is {name} and I am {age} years old.") 1.6 字符串的编码和解码

Python中的字符串是Unicode编码，而在处理文件或者网络通信时，可能需要将字符串转化为字节流（bytes）。可以使用encode()方法将字符串编码为字节流，使用decode()方法将字节流解码为字符串。

a = "hello" b = a.encode('utf-8') # 编码为字节流 print(b) # b'hello' c = b.decode('utf-8') # 解码回字符串 print(c) # hello 2. 集合概念 2.1 集合的创建

集合（Set）是一种无序、不重复的元素集合。在Python中，集合是可变的数据类型，集合的元素必须是不可变类型（如数字、字符串、元组等）。集合不支持索引、切片和其他序列类的操作。

集合可以通过花括号 {} 或者 set() 函数来创建。

# 使用花括号创建集合 a = {1, 2, 3, 4, 5} print(type(a)) # <class 'set'> # 使用 set() 函数创建集合 b = set([1, 2, 3, 4, 5]) print(type(b)) # <class 'set'> 2.2 集合的基本操作 2.2.1 添加元素

使用 add() 方法向集合中添加元素。如果元素已经存在，集合不会添加重复的元素。

a = {1, 2, 3} a.add(4) a.add(2) # 不会重复添加2 print(a) # {1, 2, 3, 4} 2.2.2 删除元素

可以使用 remove() 或 discard() 方法删除集合中的元素。remove() 在元素不存在时会抛出异常，而 discard() 如果元素不存在则不会做任何操作。

a = {1, 2, 3, 4} a.remove(3) # 删除元素3 # a.remove(5) # 如果元素5不存在会抛出 KeyError 异常 a.discard(5) # 不会抛出异常 print(a) # {1, 2, 4} 2.2.3 集合的运算

集合支持一些常见的数学运算，比如并集、交集、差集等。

|：并集&：交集-：差集^：对称差集（即两个集合中不重复的元素） a = {1, 2, 3} b = {3, 4, 5} print(a | b) # 并集 {1, 2, 3, 4, 5} print(a & b) # 交集 {3} print(a - b) # 差集 {1, 2} print(a ^ b) # 对称差集 {1, 2, 4, 5} 2.2.4 集合的遍历

可以使用 for 循环遍历集合中的元素。

a = {1, 2, 3, 4} for elem in a: print(elem) 2.3 集合的判断 in：判断一个元素是否存在于集合中。not in：判断一个元素是否不在集合中。 a = {1, 2, 3, 4} print(2 in a) # True print(5 not in a) # True 2.4 集合的清空和复制 使用 clear() 方法清空集合。使用 copy() 方法复制集合。 a = {1, 2, 3} b = a.copy() # 复制集合 a.clear() # 清空集合 print(a) # set() print(b) # {1, 2, 3} 2.5 集合的特点 无序性：集合中的元素没有顺序。唯一性：集合中的元素是唯一的，不能重复。 a = {1, 2, 3, 3, 4} print(a) # {1, 2, 3, 4}，自动去重

集合是非常适合用于去重和进行集合运算的工具，可以高效地进行元素的查找、插入、删除等操作。