Python字符串前缀使用方法技巧总结
作者：萧曵 丶
在Python中我们可以通过简单的循环来获取一个字符串的所有前缀,前缀是指从字符串开头到任意位置的子字符串,这篇文章主要介绍了Python字符串前缀使用方法技巧的相关资料,需要的朋友可以参考下
Python 字符串前缀（f, r, b, u 等）提供了强大的字符串处理能力。下面详细讲解各种前缀的用法和技巧。
1. f-string (格式化字符串)
f-string 是 Python 3.6+ 引入的字符串格式化方法，性能好且易读。
基础用法
# 基本变量插入
name = "Alice"
age = 25
print(f"姓名: {name}, 年龄: {age}") # 姓名: Alice, 年龄: 25
# 表达式计算
a, b = 5, 3
print(f"{a} + {b} = {a + b}") # 5 + 3 = 8
print(f"{a} 的平方是 {a ** 2}") # 5 的平方是 25
# 方法调用
text = "hello world"
print(f"大写: {text.upper()}") # 大写: HELLO WORLD格式化选项
# 数字格式化
pi = 3.1415926535
print(f"π ≈ {pi:.2f}") # π ≈ 3.14
print(f"π ≈ {pi:8.3f}") # π ≈ 3.142
print(f"整数: {age:04d}") # 整数: 0025
# 百分比
score = 0.856
print(f"正确率: {score:.1%}") # 正确率: 85.6%
# 科学计数法
large_num = 123456789
print(f"科学计数: {large_num:.2e}") # 科学计数: 1.23e+08高级技巧
# 字典和对象访问
person = {"name": "Bob", "age": 30}
print(f"姓名: {person['name']}, 年龄: {person['age']}")
class User:
def __init__(self, name, level):
self.name = name
self.level = level
user = User("Charlie", 5)
print(f"用户: {user.name}, 等级: {user.level}")
# 嵌套 f-string
width = 10
precision = 4
value = 12.34567
print(f"结果: {value:{width}.{precision}}") # 结果: 12.35
# 多行 f-string
message = f"""
用户信息:
姓名: {name}
年龄: {age}
分数: {score:.1%}
"""
print(message)
# 条件表达式
is_admin = True
print(f"权限: {'管理员' if is_admin else '普通用户'}") # 权限: 管理员2. r-string (原始字符串)
r-string 防止转义字符被处理，常用于文件路径、正则表达式等。
基础用法
# 普通字符串中的转义问题
print("C:\new\folder")
# 输出:
# C:
# ew
# older
# 使用原始字符串
print(r"C:\new\folder") # C:\new\folder
# 正则表达式中的使用
import re
pattern = r"\d{3}-\d{4}" # 匹配电话号码
text = "电话: 123-4567"
match = re.search(pattern, text)
print(match.group() if match else "未匹配") # 123-4567实际应用
# 文件路径处理
import os
# 不使用原始字符串（容易出错）
path1 = "C:\\Users\\Alice\\Documents\\file.txt"
# 使用原始字符串（更清晰）
path2 = r"C:\Users\Alice\Documents\file.txt"
print(f"路径1: {path1}")
print(f"路径2: {path2}")
# Windows 路径处理
folder = r"C:\Program Files\MyApp"
filename = "config.ini"
full_path = os.path.join(folder, filename)
print(f"完整路径: {full_path}")
# 正则表达式模式
email_pattern = r"^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$"
url_pattern = r"https?://(?:[-\w.]|(?:%[\da-fA-F]{2}))+"注意事项
# 原始字符串的局限性
# print(r"末尾不能有单个反斜杠\") # 语法错误
print(r"可以有两个反斜杠\\") # 可以有两个反斜杠\\
print(r"但这样没问题\ ") # 但这样没问题\
# 混合使用技巧
base_path = r"C:\Users\Alice"
file_name = "document.txt"
full_path = fr"{base_path}\{file_name}" # 原始格式化字符串
print(full_path) # C:\Users\Alice\document.txt3. b-string (字节字符串)
b-string 用于处理二进制数据。
基础用法
# 创建字节字符串
byte_data = b"hello world"
print(byte_data) # b'hello world'
print(type(byte_data)) # <class 'bytes'>
# 字节与整数的关系
for byte in b"ABC":
print(byte, chr(byte))
# 65 A
# 66 B
# 67 C
# 只能包含 ASCII 字符
# b"中文" # 语法错误，需要使用编码
chinese_bytes = "中文".encode('utf-8')
print(chinese_bytes) # b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'实际应用
# 文件读写
# 写入二进制数据
with open('binary_file.bin', 'wb') as f:
f.write(b'\x00\x01\x02\x03\x04')
# 读取二进制数据
with open('binary_file.bin', 'rb') as f:
data = f.read()
print(f"读取的数据: {data}") # b'\x00\x01\x02\x03\x04'
# 网络编程
import socket
# 模拟网络数据包
packet_header = b"PKT"
packet_data = b"payload data"
full_packet = packet_header + b"\x00" + packet_data
print(f"完整数据包: {full_packet}")
# 编码解码
text = "Hello 世界"
encoded = text.encode('utf-8') # 字符串转字节
decoded = encoded.decode('utf-8') # 字节转字符串
print(f"编码后: {encoded}")
print(f"解码后: {decoded}")4. u-string (Unicode 字符串)
在 Python 3 中，所有字符串默认都是 Unicode，u 前缀主要用于兼容 Python 2。
# Python 3 中 u 前缀是可选的 unicode_str1 = u"Hello 世界" unicode_str2 = "Hello 世界" # 效果相同 print(unicode_str1) # Hello 世界 print(unicode_str2) # Hello 世界 print(unicode_str1 == unicode_str2) # True # 处理特殊 Unicode 字符 emoji_str = u"Python is fun! 🐍🚀" print(emoji_str) # Python is fun! 🐍🚀 # Unicode 转义序列 unicode_escape = u"\u4e2d\u6587" # 中文 print(unicode_escape) # 中文
5. 组合使用前缀
fr-string (原始格式化字符串)
# 处理包含反斜杠的格式化字符串
username = "Alice"
file_path = fr"C:\Users\{username}\Documents\file.txt"
print(file_path) # C:\Users\Alice\Documents\file.txt
# 正则表达式模板
base_pattern = r"\d{3}"
full_pattern = fr"{base_pattern}-\d{4}"
text = "电话号码: 123-4567"
match = re.search(full_pattern, text)
print(match.group() if match else "未匹配") # 123-4567其他组合
# 字节格式化 (Python 3.5+) name = b"Alice" age = 25 # 注意：字节字符串的 f-string 有限制 message = b"Name: " + name + b", Age: " + str(age).encode() print(message) # b'Name: Alice, Age: 25'
6. 实际应用案例
配置文件处理
def create_config_template():
"""创建配置文件模板"""
database_host = "localhost"
database_port = 5432
log_path = r"C:\App\Logs"
config_template = f"""
[database]
host = {database_host}
port = {database_port}
username = admin
password = secret
[logging]
path = {log_path}
level = INFO
"""
return config_template
print(create_config_template())路径构建工具
class PathBuilder:
"""路径构建工具类"""
def __init__(self, base_path):
self.base_path = base_path
def file_path(self, filename):
return fr"{self.base_path}\{filename}"
def subfolder_path(self, folder_name, filename):
return fr"{self.base_path}\{folder_name}\{filename}"
# 使用示例
builder = PathBuilder(r"C:\MyApp")
print(builder.file_path("config.ini")) # C:\MyApp\config.ini
print(builder.subfolder_path("logs", "app.log")) # C:\MyApp\logs\app.log数据序列化
def serialize_data(data):
"""序列化数据为字节格式"""
header = b"DATA"
version = b"\x01\x00"
# 将数据转换为字节
if isinstance(data, str):
content = data.encode('utf-8')
elif isinstance(data, int):
content = str(data).encode('utf-8')
else:
content = bytes(data)
# 构建完整数据包
packet = header + version + len(content).to_bytes(4, 'big') + content
return packet
def deserialize_data(packet):
"""从字节数据反序列化"""
if packet[:4] != b"DATA":
raise ValueError("无效的数据格式")
content_length = int.from_bytes(packet[6:10], 'big')
content = packet[10:10+content_length]
try:
return content.decode('utf-8')
except UnicodeDecodeError:
return content
# 测试
original_data = "Hello, 世界!"
serialized = serialize_data(original_data)
print(f"序列化: {serialized}")
deserialized = deserialize_data(serialized)
print(f"反序列化: {deserialized}")7. 性能比较
import timeit
def performance_comparison():
"""不同字符串格式化方法的性能比较"""
name = "Alice"
age = 25
score = 95.5
# 测试不同的格式化方法
tests = {
"f-string": 'f"姓名: {name}, 年龄: {age}, 分数: {score:.1f}"',
"format()": '"姓名: {}, 年龄: {}, 分数: {:.1f}".format(name, age, score)',
"% 格式化": '"姓名: %s, 年龄: %d, 分数: %.1f" % (name, age, score)'
}
print("性能比较 (执行100,000次):")
for name, code in tests.items():
time_taken = timeit.timeit(code, globals=globals(), number=100000)
print(f" {name}: {time_taken:.4f} 秒")
performance_comparison()8. 最佳实践
选择合适的前缀
def string_prefix_guidelines():
"""字符串前缀选择指南"""
guidelines = {
"f-string": [
"需要插入变量或表达式时",
"性能要求高的场景",
"代码可读性重要的地方"
],
"r-string": [
"正则表达式模式",
"Windows 文件路径",
"包含大量反斜杠的字符串"
],
"b-string": [
"处理二进制数据",
"网络通信",
"文件 I/O 操作"
],
"组合前缀": [
"fr: 需要原始字符串和变量插值",
"根据实际需求灵活组合"
]
}
return guidelines
# 打印指南
for prefix, uses in string_prefix_guidelines().items():
print(f"{prefix}:")
for use_case in uses:
print(f" - {use_case}")错误处理
def safe_string_operations():
"""安全的字符串操作"""
# f-string 中的错误处理
try:
# 可能引发异常的表达
result = f"计算: {1/0}"
except ZeroDivisionError:
result = "计算: 错误"
print(result)
# 字节字符串的编码处理
text = "特殊字符: ñ, é, 中文"
try:
# 尝试 ASCII 编码（会失败）
ascii_bytes = text.encode('ascii')
except UnicodeEncodeError:
# 回退到 UTF-8
utf8_bytes = text.encode('utf-8', errors='replace')
print(f"UTF-8 编码: {utf8_bytes}")
# 路径安全处理
import os
user_input = "some_file.txt"
# 不安全的方式
# unsafe_path = fr"C:\Program Files\{user_input}"
# 安全的方式
safe_path = os.path.join(r"C:\Program Files", user_input)
print(f"安全路径: {safe_path}")
safe_string_operations()总结
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