破解密碼那些事兒(chapter 4,字符串的故事,上)

本章節的內容涵蓋
字符串
字符串的拼接和復制
使用IDLE來寫程序
保存并通過IDLE運行程序
print()函數
input()函數
注釋

對于整形數和數學操作的介紹,前面兩個章節已經夠多了.畢竟Python又不是個計算器是吧.在這個章節里頭,我們會學習如何存儲文本到變量里,學習如何將不同的文本拼接起來,并且如何把他們顯示到屏幕上.我們將要完成我們的第一個程序,通過程序向我們自己打招呼,這是個激動人心的時刻!

字符串

在Python中,對文本的操作我們稱為字符串操作,簡稱字符串.從這以后的章節,我們需要處理的都是文本的內容,比如將明文'One if by land,two if by space.'轉變成密文'Tqe kg im npqv, jst kg im oapxe.'明文和密文,在計算機里頭,其實就是個字符串,然而Python提供了很多字符串的操作方法.
對我們而言,存儲字符串類型的值和存儲整形數與浮點數的操作并沒有什么不同.當我們敲入字符串的時候,我們把值放在兩個單引號(')中間,表面他們是字符串.下面是例子

Paste_Image.png

單引號并不是字符串的一部分.Python是個聰明的家伙,能夠知道'hello'是個字符串,而且明白變量spam存儲的是單引號里頭的內容hello.
如果你在命令行里頭敲入spam的話,你會看到spam存儲的值會被打印出來.因為Python會去推演存在變量里頭的值,在這里例子里,就是字符串'hello'.

字符串的值幾乎涵蓋了鍵盤的所有字符,請注意,我說的是幾乎,那些剩余的字符我會在后面的章節講解。
字符串例子

不知道你們注意到了沒有,''這個字符串沒有包含任何的字符,所以我們稱之為空字符串。

字符串拼接

用“+”可以實現將兩個字符串拼接起來,專業名詞字符串拼接就是這個意思。嘗試一下在命令行敲入“Hello”+“World!”(這是一個偉大的程序員打招呼的方式,每個程序員接觸一個新的語言做的第一個程序通常都是這個,意味著編碼的環境搭建好了,最簡單的程序范型已經實現,可以駕馭計算機改變世界了!WOW!):

HelloWord

如果在‘Hello’和‘World!’的中間加一個空格該如何操作呢?很簡單,只需要在‘Hello’的末端加一個空格:
Hello world

請記住,Python只會在你讓他連接字符串的時候才會執行這個操作。如果你想在字符串的中間加上空格,必須自己手動加上一個空格。
有沒有發現“+”操作符不是普通的加法運算這么簡單,還可以連接兩個不同的字符串然后獲得一個新的字符串(‘Hello ’+‘World!’等于‘Hello World!’),但是操作起來和算數加法并沒有兩樣。這是為什么呢?因為Python知道同一種數據類型通過“+”操作符能完成什么操作,而每一個數據都有他們自己的數據類型。‘Hello’的數據類型是字符串,而5的數據類型是整形數。數據類型會告訴我們(或計算機)這是一個什么數據,有什么操作方法。(聰明的你可能會發現我自己定義一個類型的話,‘+’操作符怎么操作,那就要自己定義了,這是高級屬性!)
有的朋友看到“+”可以連接兩個值,比如兩個字符串或者兩個整形數,可能就會想如果一邊是字符串一邊是整形數,那會有什么樣的結果呢?這位同學的問題很棒,但是你如果在命令行敲入下面的語句的話,你看到的將會是錯誤,因為這樣的操作并未被定義過:
‘Hello’+42的錯誤

“字符串的乘法”

如果說在字符串操作里頭‘+’操作符可以看做是加法的話,那么同樣的‘’操作符可以看成是乘法。字符串的‘’操作是連接字符串和數字完成字符串復制,最后會返回多個和自己一樣的字符串的拼接。請看下面的例子:

字符串乘法

和'+'操作符不一樣的是,兩個整形數可以返回他們的和;兩個整形數通過‘’也可以獲得他們的積,但是兩個字符串用‘’連接,是會出錯的:

以上的兩個操作,可以看出了字符串操作和整形數操作的異同。

通過print()函數輸出值

在python中有一種特殊的指令叫做函數,print()函數是最常用的函數。請看例子:

print()函數

函數通常是一堆打包好的代碼,他們可以完成一項或幾項操作的指令,比如print()可以把變量的值輸出到屏幕。Python自己也有很多這樣不同功能的函數。調用函數意味著執行這些打包好的操作。
上面的例子中print()函數把放在它括號里頭的變量的值輸出到屏幕。這種把數值傳遞到函數中處理的方式,叫做參數傳遞,而變量或者值自身就是參數。當我們開始寫程序的時候,我們經常都會用到print()這個函數把文本輸出到屏幕中去。
print()可以接受一個表達式作為參數,而并非只能接受一個變量或者一個值。因為表達式最后可以推導出一個值來替換掉這個表達式,如果一個表達式無法推導出一個值的話,這個操作是會出錯的。
字符串拼接表達式作為參數

‘Hello, ’+spam這個表達式,可以推導出‘Hello, ’+‘Al’,最后變成‘Hello, Al’然后輸出到屏幕中去。

轉義字符

有時候,我們會想用到一些不容易敲入到電腦的字符。比如想敲入一個單引號到程序里頭,但是通常程序會以為這是字符串開始的標記,然后程序就返回一堆錯誤,因為Python期望還有另外一個單引號來終結這個字符串。請看例子:


單引號引入的錯誤

如果想解決上面的例子中的問題,我們就要使用轉義字符。用\開始的字符,Python就會認為這是個轉義字符,不會看成是程序約定語法的一部分。比如\t,\n,和'就是三個轉義字符。Python遇到轉義字符就會把這些看做是一個字符而不是具有語法意義的標志:


轉義字符

常用的轉義的字符如下圖所示,都是一些我們在源代碼里頭難以打出來的字符:
轉義字符列表

因為斜杠已經作為了轉義字符的標志,所以如果要打入斜杠的時候也必須加上加上轉義用的斜杠,不然的話:


斜杠的轉義

因為tea的t和前面的斜杠讓Python誤認為,你要是輸入一個Tab鍵的值,所以必須加上轉義才能打出斜杠:
斜杠的轉義2

單引號和雙引號

對于字符串而言,除了可以用單引號來標示,也可以換成雙引號。下面兩個語句表示的其實是同一個意思:



Paste_Image.png

但是不要以為用單引號與雙引號的組合也可以標示一個字符串,這是會報錯的!


不要這么淘氣

對計算機而言無論是單引號還是雙引號,都能很好的識別出那是字符串。但是對于我來說我更傾向單引號,因為雙引號必須按住shift鍵。請注意的是,無論是單引號還是雙引號,如果你需要它變成你字符串內容的一部分,還是需要加上斜杠來做轉義。請看如下例子:
單引號和雙引號轉義的例子

從上面的例子也可以看出,在雙引號里頭出現的單引號和在單引號里頭出現的雙引號是不需要轉義的,你看Python還是很聰明的!

又到做練習的時候了!

1.請問,在命令行輸入下面的語句,輸出的會是什么?
>>> spam = 'Cats'
>>> spam

2.請問,在命令行輸入下面的語句,輸出的會是什么?
>>> spam = 'Cats'
>>> spam + spam + spam

3.請問,在命令行輸入下面的語句,輸出的會是什么?
>>> spam = 'Cats'
>>> spam * 3

4.請問,在命令行輸入下面的語句,輸出的會是什么?
>>> print("Dear Alice,\nHow are you?\nSincerely,\nBob")

5.請問,在命令行輸入下面的語句,輸出的會是什么?
>>> print("Hello" + 'Hello')

答案
1.Cats
2.CatsCatsCats
3.CatsCatsCats
4.Dear Alice,
How are you?
Sincerely,
Bob
5.HelloHello

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