詳解Python拼接字符串的七種方式,清楚超過三種的都是大神!

詳解Python拼接字符串的七種方式,清楚超過三種的都是大神!

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忘了在哪看到一位編程大牛調侃,他說程序員每天就做兩件事,其中之一就是處理字符串。相信不少同學會有同感。

幾乎任何一種編程語言,都把字符串列為最基礎和不可或缺的數據類型。而拼接字符串是必備的一種技能。今天,我跟大家一起來學習Python拼接字符串的七種方式。

1、來自C語言的%方式

print('%s %s' % ('Hello', 'world'))
>>> Hello world

%號格式化字符串的方式繼承自古老的C語言,這在很多編程語言都有類似的實現。上例的%s是一個佔位符,它僅代表一段字符串,並不是拼接的實際內容。實際的拼接內容在一個單獨的%號後面,放在一個元組裡。

類似的佔位符還有:%d(代表一個整數)、%f(代表一個浮點數)、%x(代表一個16進制數),等等。%佔位符既是這種拼接方式的特點,同時也是其限制,因為每種佔位符都有特定意義,實際使用起來太麻煩了。

2、format()拼接方式

# 簡潔版
s1 = 'Hello {}! My name is {}.'.format('World', 'Python貓')
print(s1)
>>>Hello World! My name is Python貓.
# 對號入座版
s2 = 'Hello {0}! My name is {1}.'.format('World', 'Python貓')
s3 = 'Hello {name1}! My name is {name2}.'.format(name1='World', name2='Python貓')
print(s2)
>>>Hello World! My name is Python貓.
print(s3)
>>>Hello World! My name is Python貓.

這種方式使用花括號{}做佔位符,在format方法中再轉入實際的拼接值。容易看出,它實際上是對%號拼接方式的改進。這種方式在Python2.6中開始引入。

上例中,簡潔版的花括號中無內容,缺點是容易弄錯次序。對號入座版主要有兩種,一種傳入序列號,一種則使用key-value的方式。實戰中,我們更推薦後一種,既不會數錯次序,又更直觀可讀。

3、() 類似元組方式

s_tuple = ('Hello', ' ', 'world')
s_like_tuple = ('Hello' ' ' 'world')
print(s_tuple)
>>>('Hello', ' ', 'world')
print(s_like_tuple)
>>>Hello world
type(s_like_tuple) >>>str

注意,上例中s_like_tuple並不是一個元組,因為元素間沒有逗號分隔符,這些元素間可以用空格間隔,也可以不要空格。使用type()查看,發現它就是一個str類型。我沒查到這是啥原因,猜測或許()括號中的內容是被Python優化處理了。

這種方式看起來很快捷,但是,括號()內要求元素是真實字符串,不能混用變量,所以不夠靈活。

# 多元素時,不支持有變量
str_1 = 'Hello'
str_2 = (str_1 'world')
>>> SyntaxError: invalid syntax
str_3 = (str_1 str_1)
>>> SyntaxError: invalid syntax
# 但是下面寫法不會報錯
str_4 = (str_1)

4、面向對象模板拼接

from string import Template
s = Template('${s1} ${s2}!')
print(s.safe_substitute(s1='Hello',s2='world'))
>>> Hello world!

說實話,我不喜歡這種實現方式。濃濃的一股被面向對象思想毒害的臭味。

就不多說了。

5、常用的+號方式

str_1 = 'Hello world! ' 
str_2 = 'My name is Python貓.'
print(str_1 + str_2)
>>>Hello world! My name is Python貓.
print(str_1)
>>>Hello world!

這種方式最常用、直觀、易懂,是入門級的實現方式。但是,它也存在兩處讓人容易犯錯的地方。

首先,新入門編程的同學容易犯錯,他們不知道字符串是不可變類型,新的字符串會獨佔一塊新的內存,而原來的字符串保持不變。上例中,拼接前有兩段字符串,拼接後實際有三段字符串。

其次,一些有經驗的老程序員也容易犯錯,他們以為當拼接次數不超過3時,使用+號連接符就會比其它方式快(ps:不少Python教程都是如此建議),但這沒有任何合理根據。

事實上,在拼接短的字面值時,由於CPython中的 常數摺疊 (constant folding)功能,這些字面值會被轉換成更短的形式,例如'a'+'b'+'c' 被轉換成'abc','hello'+'world'也會被轉換成'hello world'。這種轉換是在編譯期完成的,而到了運行期時就不會再發生任何拼接操作,因此會加快整體計算的速度。

常數摺疊優化有一個限度,它要求拼接結果的長度不超過20。所以, 當拼接的最終字符串長度不超過20時,+號操作符的方式,會比後面提到的join等方式快得多,這與+號的使用次數無關。

題外話:你是否覺得20這個數字很熟悉呢?沒錯,我們之前在《 Python中的“特權種族”是什麼? 》中提到過,字符串類的特權種族也是以20為限。當時也有一個例子,展示了編譯期和運行期的區別,建議你去回看。

6、join()拼接方式

str_list = ['Hello', 'world']
str_join1 = ' '.join(str_list)
str_join2 = '-'.join(str_list)
print(str_join1) >>>Hello world
print(str_join2) >>>Hello-world

str對象自帶的join()方法,接受一個序列參數,可以實現拼接。拼接時,元素若不是字符串,需要先轉換一下。可以看出,這種方法比較適用於連接序列對象中(例如列表)的元素,並設置統一的間隔符。

當拼接長度超過20時,這種方式基本上是首選。不過,它的缺點就是,不適合進行零散片段的、不處於序列集合的元素拼接。

7、f-string方式

name = 'world'
myname = 'python_cat'
words = f'Hello {name}. My name is {myname}.'
print(words)
>>> Hello world. My name is python_cat.

f-string方式出自PEP 498(Literal StringInterpolation,字面字符串插值),從Python3.6版本引入。其特點是在字符串前加 f 標識,字符串中間則用花括號{}包裹其它字符串變量。

這種方式在可讀性上秒殺format()方式,處理長字符串的拼接時,速度與join()方法相當。

儘管如此,這種方式與其它某些編程語言相比,還是欠優雅,因為它引入了一個 f 標識。而其它某些程序語言可以更簡練,比如shell:

name="world"
myname="python_cat"
words="Hello ${name}. My name is ${myname}."
echo $words
>>>Hello world. My name is python_cat.

總結一下,我們前面說的“字符串拼接”,其實是從結果上理解。若從實現原理上劃分的話,我們可以將這些方法劃分出三種類型:

格式化類:%、format()、template

拼接類:+、()、join()

插值類:f-string

當要處理字符串列表等序列結構時,採用join()方式;拼接長度不超過20時,選用+號操作符方式;長度超過20的情況,高版本選用f-string,低版本時看情況使用format()或join()方式。


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