Python字符串基础 - CSP-J | C++ & Algorithm 编程研习社

Python字符串：玩转文字的基础技能

当我们写作文或记笔记时，会用到一串文字。在Python中，这种由文字组成的序列叫做字符串（string）。字符串就像一条项链，每个字符（字母、数字、符号、空格）是项链上的一颗珠子，整条项链就是字符串。字符串可以用来存储你的名字、一句问候、一段对话，甚至是一整篇作文。它是编程中最常用的数据之一，无论是显示信息、处理用户输入还是读写文件，都离不开它。

1. 如何创建字符串？

创建字符串非常简单：用单引号 ' 或双引号 " 把文字括起来就行。单引号和双引号基本一样，你可以根据喜好选择。如果字符串里已经有单引号，就用双引号包起来，反之亦然。

# 用双引号创建字符串
greeting = "你好，世界！"
# 用单引号创建字符串
name = '小明'
print(greeting)        # 输出：你好，世界！

# 字符串里包含单引号，外面用双引号
sentence = "小明说：'你好！'"
print(sentence)        # 输出：小明说：'你好！'

# 字符串里包含双引号，外面用单引号
sentence2 = '他说："今天真开心"'
print(sentence2)       # 输出：他说："今天真开心"

# 空字符串：一对引号中间什么都没有
empty = ""             # 空字符串，表示“没有文字”

常见错误1：忘记写引号，Python会认为变量名，从而报错。比如 hello = Hello 会报 NameError。 常见错误2：引号不配对，比如 'hello" 会报语法错误。一定要成对出现。

2. 字符串的拼接与重复

拼接（用 `+` 号）

用加号 + 可以把多个字符串像火车车厢一样连在一起，形成更长的字符串。这在组成一句话时非常有用。

# 定义几个词
first = "我爱"       # 字符串变量
second = "编程"      # 字符串变量
# 用 + 拼接
sentence = first + second
print(sentence)      # 输出：我爱编程

# 也可以直接拼接数值，但要先转成字符串
year = 2025
message = "今年是" + str(year) + "年"   # 用 str() 把数字变成字符串
print(message)      # 输出：今年是2025年

常见错误：字符串和数字直接拼接会报错！比如 "我今年" + 12 会报 TypeError。必须把数字用 str() 转为字符串。

重复（用 `*` 号）

用乘号 * 可以让一个字符串重复指定的次数，就像复印机一样。这在制作重复的符号或表情时特别方便。

# 重复3次
laugh = "哈" * 3
print(laugh)        # 输出：哈哈哈

# 用重复做分隔线
line = "-" * 20
print(line)         # 输出：--------------------

# 下课后同学们欢呼
cheer = "加油！" * 5
print(cheer)        # 输出：加油！加油！加油！加油！加油！

3. 获取字符串中的单个字符

和排队买零食一样，每个同学（字符）都有一个位置（索引）。在Python中，索引从 0 开始计起，第一个字符的位置是0，第二个是1，依此类推。同时，Python还支持负数索引，其中 -1 表示最后一个字符，-2 表示倒数第二个。

# 以 "Python" 为例
word = "Python"
print(word[0])   # 输出：P（第一个字符）
print(word[1])   # 输出：y（第二个字符）
print(word[2])   # 输出：t（第三个字符）
print(word[-1])  # 输出：n（倒数第一个字符，即最后一个）
print(word[-2])  # 输出：o（倒数第二个字符）

常见错误：索引越界。比如 word[100] 会报 IndexError，因为字符串只有6个字符，索引不能超过5（或小于-6）。写代码时一定要保证索引在有效范围内。

重要：字符串是不可变的。你不能像给列表赋值那样修改字符串中的某个字符。比如下面这样写会报错：

# word = "Python"
# word[0] = "J"   # 错误！字符串不可修改

这就像项链上的珠子是焊死的，不能单独更换，只能重新做一条新项链。如果非要把 “Python” 改成 “Jython”，可以这样做：

old_word = "Python"
new_word = "J" + old_word[1:]   # 用第一个字符替换，后面的保留
print(new_word)   # 输出：Jython

4. 字符串的长度

用 len() 函数可以知道一个字符串有多少个字符（包括空格、标点、字母、数字等）。len 是 length 的缩写。

# 包含逗号、空格、感叹号
text = "Hello, World!"
print(len(text))  # 输出：13（注意：'H','e','l','l','o',',',' ','W','o','r','l','d','!' 共13个）

在计算长度时，空格也算一个字符！比如 " "（一个空格）的长度是1。

5. 字符串的常见操作（更多玩法）

除了上面这些基础，Python还提供了很多好用的字符串方法，就像给项链配上了各种小工具。

转换大小写：.upper() 变成大写，.lower() 变成小写。
去掉首尾空格：.strip() 去掉两边空格（常用于处理用户输入）。
替换内容：.replace(旧, 新) 把字符串中的某些部分替换掉。
拆分字符串：.split(分隔符) 把字符串按指定符号切成几段，得到列表。
判断开头/结尾：.startswith(前缀) 和 .endswith(后缀)。

下面用一个例子来展示：

# 模拟用户输入的邮箱地址
email = "  Xiaoming@School.com   "     # 两边有空格

# 去掉首尾空格
email_clean = email.strip()
print(email_clean)                      # 输出："Xiaoming@School.com"

# 全部转小写，方便比较
email_lower = email_clean.lower()
print(email_lower)                      # 输出："xiaoming@school.com"

# 替换学校域名
new_domain = email_lower.replace("school.com", "example.org")
print(new_domain)                       # 输出："xiaoming@example.org"

# 按 @ 符号拆分
parts = new_domain.split("@")
print(parts)                            # 输出：['xiaoming', 'example.org']
# 可以用索引取出用户名和域名
user_name = parts[0]
domain = parts[1]
print("用户名:", user_name)             # 输出：用户名: xiaoming
print("域名:", domain)                  # 输出：域名: example.org

提示：这些方法不会改变原字符串，而是返回一个新字符串。因为字符串不可变，所有操作都产生新项链。

6. 格式化字符串：把变量嵌入文字

有时候我们想把变量的值放进字符串里，比如“我的名字是XX，今年XX岁”。Python的f-string（格式化字符串）让这件事变得超级简单，只需要在字符串前面加一个 f，花括号 {} 里放变量名。

student_name = "小红"      # 学生名字
score = 95                 # 考试成绩
# 用 f-string 嵌入变量
report = f"{student_name}同学的成绩是{score}分。"
print(report)              # 输出：小红同学的成绩是95分。

# 还可以直接写表达式，比如计算总分
math_grade = 88
english_grade = 92
total = f"总分：{math_grade + english_grade}分"
print(total)               # 输出：总分：180分

相比于用 + 拼接，f-string 更清晰、不易出错。在CSP-J考试中，用f-string可以使代码更简洁。

7. 完整可运行示例

下面是一个综合例子，用到了字符串的多种操作，模拟一个简易的“学生信息卡片”。

# 学生信息字符串
name = " 小明 "           # 名字两边有空格
school = "阳光小学"       # 学校
grade = 5                 # 年级（数字）

# 去掉名字首尾空格，并用f-string组成一句话
clean_name = name.strip()                                    # 去掉空格
introduction = f"我叫{clean_name}，来自{school}，读{grade}年级。"
print(introduction)                                          # 输出：我叫小明，来自阳光小学，读5年级。

# 检查学校名字是否包含"小学"
has_xiaoxue = school.endswith("小学")
print(f"学校名是否以'小学'结尾？{has_xiaoxue}")               # 输出：True

# 把介绍文字全部转为大写（仅作演示，中文大写不改变）
print(introduction.upper())                                  # 输出：我叫小明，来自阳光小学，读5年级。（中文不变）

# 用 * 画一条分隔线
print("=" * 20)

# 输入一个新的字符并展示索引访问
word = "Python"
# 用户想取第4个字符（注意索引3）
position = 3
print(f"'{word}'的第{position+1}个字符是：{word[position]}")  # 输出：'Python'的第4个字符是：h

运行结果：

我叫小明，来自阳光小学，读5年级。
学校名是否以'小学'结尾？True
我叫小明，来自阳光小学，读5年级。
====================
'Python'的第4个字符是：h

8. 小练习（巩固一下）

定义一个字符串 school = "蓝天小学"，分别打印出它的第一个字和最后一个字。（提示：用索引0和-1）
把 "我是" 和 school 拼接起来，再连上 "的学生"，然后打印出来（应该输出“我是蓝天小学的学生”）。
把 "哈哈" 重复10次，打印出来（用来表示大笑）。
用 user_input = " Hello World " 去掉首尾空格，然后全部转小写，最后输出。

参考答案（自己先试试再看哦）：

school = "蓝天小学"
print(school[0])    # 蓝
print(school[-1])   # 学

full = "我是" + school + "的学生"
print(full)         # 我是蓝天小学的学生

laugh = "哈哈" * 10
print(laugh)        # 哈哈哈哈哈哈哈哈哈……（20个哈）

user_input = "   Hello World   "
clean = user_input.strip().lower()
print(clean)        # hello world

9. 相关指引

掌握了字符串的基本操作后，你可以继续学习：

列表：字符串像列表，但不可变。学会列表后，你可以修改里面的元素。
文件读写：读取文本文件时，内容就是一个个字符串。
循环与条件判断：结合 for 循环可以逐个访问字符串里的每个字符。
正则表达式：以后遇到复杂的模式匹配（比如检查邮箱格式）时会用到。

字符串就像编程世界的“文字积木”，现在你已经能自由拼接、切割、获取单个字符了。多多练习，你会越来越熟练！

例题精讲