本章摘要

1. 核心目标：掌握字符串切片与常用方法，学会三种格式化输出，能独立生成格式化成绩单
2. 核心知识点：字符串切片、upper/lower/strip/replace/split/join/find/count、%格式化、format方法、f-string
3. 实操产出：学生成绩存储与查询小工具（第二部分毕业综合案例）
4. 前置基础：第7章字典、第5-6章循环与列表

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一、写在前面

上一章我们学了字典，能以键值对的方式存储和查找数据。到这一章为止，你已经掌握了变量、条件判断、循环、列表和字典——Python 编程的核心地基已经打好了。

但你有没有注意到一个细节？从第1章的 print("Hello World") 开始，字符串就一直陪伴着我们。之前我们只是简单地用字符串存名字、存城市名，最多用 + 拼接一下。其实字符串远不止于此：

• 从一段文字中截取中间几个字 → 切片
• 把用户输入的多余空格去掉 → strip
• 把一句话按空格拆成单词列表 → split
• 把成绩、姓名整齐地填进一行报告里 → 格式化输出

这些操作在实际编程中天天用到。本章就来系统学习字符串的切片、常用方法和三种格式化输出方式，最后用一个"学生成绩存储与查询小工具"串联第二部分全部知识，完成循环与容器篇的毕业挑战。

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二、字符串切片

2.1 字符串是不可变的序列

先记住一个结论：字符串就是一串字符按顺序排列组成的序列，每个字符都有自己的编号（索引）。

name = "Python"
print(name[0])   # P，第1个字符，索引为0
print(name[1])   # y，第2个字符，索引为1
print(name[5])   # n，第6个字符，索引为5

Python 的索引从 0 开始，这和列表完全一样。除了正序索引，还支持负数索引——从末尾往前数，最后一个字符是 -1，倒数第二个是 -2，以此类推：

name = "Python"
print(name[-1])   # n，最后一个
print(name[-2])   # o，倒数第二个
print(name[-6])   # P，第一个（和 name[0] 等价）

2.2 切片语法：[起:止]

切片就是从字符串中"截取一段"。语法是 字符串[起始:结束]，包含起始位置，不包含结束位置（左闭右开）：

text = "HelloPython"
print(text[0:5])    # Hello，索引0~4
print(text[5:11])   # Python，索引5~10

几个常用简写：

text = "HelloPython"
print(text[:5])     # Hello，省略起始=从头开始
print(text[5:])     # Python，省略结束=到末尾
print(text[:])      # HelloPython，都省略=完整复制

2.3 带步长的切片：[起:止:步长]

切片还可以加第三个参数——步长，决定每隔几个字符取一次：

text = "HelloPython"
print(text[0:11:2])   # HloPto，每隔1个取1个（步长2）
print(text[::2])      # HloPto，从头到尾步长2
print(text[::-1])     # nohtyPolleH，步长-1=反转字符串

[::-1] 反转字符串是一个非常实用的技巧，记住它。

2.4 字符串不可变

字符串一旦创建，里面的字符不能通过索引修改：

name = "Python"
# name[0] = "J"  # 取消注释运行会触发 TypeError: 'str' object does not support item assignment

想修改怎么办？用后面要学的 replace 方法生成一个新字符串，或者用切片拼接：

name = "Python"
new_name = "J" + name[1:]   # Jython
print(new_name)

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三、常用字符串方法

字符串自带了很多"方法"（可以理解为字符串专属的函数），用 字符串.方法名() 调用。下面学习最常用的 8 个。

3.1 upper() 和 lower()：大小写转换

upper() 把所有字母转大写，lower() 转小写：

text = "Hello World"
print(text.upper())    # HELLO WORLD
print(text.lower())    # hello world

方法不会改变原字符串，而是返回一个新字符串。原变量 text 的值不变。

3.2 strip()：去除首尾空白

用户输入时经常多打空格，strip() 能去掉字符串首尾的空格、制表符和换行符：

raw_input = "   张三   "
clean = raw_input.strip()
print(f"[{clean}]")   # [张三]

还有 lstrip()（只去左边）和 rstrip()（只去右边），用法一样。

3.3 replace()：替换

replace(旧, 新) 把字符串中的指定内容替换成新内容：

sentence = "我喜欢吃苹果，苹果很好吃"
new_sentence = sentence.replace("苹果", "香蕉")
print(new_sentence)   # 我喜欢吃香蕉，香蕉很好吃

第三个参数可以限制替换次数：

sentence = "苹果苹果苹果"
print(sentence.replace("苹果", "香蕉", 2))   # 香蕉香蕉苹果，只替换前2个

3.4 split()：拆分

split() 把字符串按指定分隔符拆成列表，非常常用：

info = "张三,18,北京,编程"
parts = info.split(",")
print(parts)   # ['张三', '18', '北京', '编程']
print(parts[0])   # 张三

不传参数时默认按空白（空格、换行）拆分：

sentence = "Hello  Python  World"
words = sentence.split()
print(words)   # ['Hello', 'Python', 'World']

3.5 join()：合并

join() 是 split() 的逆操作，把列表里的字符串用指定分隔符拼成一个字符串：

words = ["Hello", "Python", "World"]
sentence = " ".join(words)
print(sentence)   # Hello Python World

# 用逗号拼接
csv_line = ",".join(words)
print(csv_line)   # Hello,Python,World

注意调用方式：是 分隔符.join(列表)，不是 列表.join(分隔符)。

3.6 find()：查找

find(子串) 返回子串第一次出现的索引，找不到返回 -1：

text = "Hello Python"
pos = text.find("Python")
print(pos)   # 6，从索引6开始

pos = text.find("Java")
print(pos)   # -1，没找到

3.7 count()：计数

count(子串) 返回子串出现的次数：

text = "苹果香蕉苹果葡萄苹果"
print(text.count("苹果"))   # 3
print(text.count("香蕉"))   # 1
print(text.count("西瓜"))   # 0

3.8 方法速览表

方法	功能	示例	结果
upper()	全部转大写	"abc".upper()	"ABC"
lower()	全部转小写	"ABC".lower()	"abc"
strip()	去首尾空白	" hi ".strip()	"hi"
replace(a, b)	把 a 替换成 b	"a-b".replace("-", "+")	"a+b"
split(sep)	按分隔符拆成列表	"a,b,c".split(",")	['a','b','c']
join(列表)	用分隔符拼接列表	"-".join(['a','b'])	"a-b"
find(子串)	查找子串位置	"abc".find("b")	1
count(子串)	统计子串出现次数	"aba".count("a")	2

记住一个规律：字符串方法都不会修改原字符串，而是返回一个新字符串。如果想保存结果，记得用变量接收：text = text.strip()。

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四、格式化输出

格式化输出就是把变量值"填入"一段文字模板中。Python 有三种方式，从老到新依次是：% 格式化、format() 方法、f-string。

4.1 % 格式化（最古老）

用 %s（字符串）、%d（整数）、%f（浮点数）做占位符，类似 C 语言的 printf：

name = "小明"
age = 18
score = 95.5

print("姓名：%s，年龄：%d，成绩：%.1f" % (name, age, score))
# 姓名：小明，年龄：18，成绩：95.5

%.1f 表示保留1位小数，%.2f 保留2位，以此类推。

这种方式现在不推荐日常使用，但你在看老代码时会经常遇到，需要能看懂。

4.2 format() 方法

用 {} 做占位符，调用 format() 方法填入值：

name = "小明"
age = 18
score = 95.5

print("姓名：{}，年龄：{}，成绩：{:.1f}".format(name, age, score))
# 姓名：小明，年龄：18，成绩：95.5

{} 里可以加序号来指定顺序：

print("{0}今年{1}岁，{0}在学Python".format("小明", 18))
# 小明今年18岁，小明在学Python

{:.1f} 的含义：冒号后是格式说明，.1f 表示保留1位小数。

4.3 f-string（推荐）

Python 3.6 引入，最简洁直观，日常首选：

name = "小明"
age = 18
score = 95.5

print(f"姓名：{name}，年龄：{age}，成绩：{score:.1f}")
# 姓名：小明，年龄：18，成绩：95.5

在字符串前加 f，花括号 {} 里直接写变量名或表达式：

# 直接写表达式
a, b = 3, 4
print(f"{a} + {b} = {a + b}")   # 3 + 4 = 7

# 保留小数
price = 19.99
print(f"价格：{price:.2f} 元")   # 价格：19.99 元

# 对齐填充
name = "张三"
print(f"{'姓名':<6}|{'成绩':>6}")   # 左对齐6位 | 右对齐6位

4.4 三种方式对比

方式	写法	特点
% 格式化	"你好 %s" % name	最老，能看懂即可
format()	"你好 {}".format(name)	较灵活，适合模板复用
f-string	f"你好 {name}"	最简洁，日常首选

结论：自己写代码用 f-string，看老代码能读懂 % 和 format 就行。前面章节其实已经在用 f-string 了，现在你正式学会它了。

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五、Scratch 积木对照

Scratch	Python	说明
「连接」积木（apple banana）	字符串 + 字符串 或 f"{a}{b}"	把两段文字拼在一起

# Scratch「连接」积木 → Python 对照
first = "Hello"
second = "World"
# 方式1：用 + 拼接
print(first + " " + second)   # Hello World
# 方式2：用 f-string
print(f"{first} {second}")    # Hello World

Scratch 的「连接」积木把两块文字粘到一起，Python 里用 + 拼接或 f-string 直接嵌入，效果一样，但 f-string 更灵活——想插几个变量就写几个 {}。

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六、综合实战：学生成绩存储与查询小工具（第二部分毕业案例）

这是第二部分（循环与容器篇）的综合毕业案例，综合运用第4-8章全部知识：列表 + 字典 + for/while 循环 + 条件判断 + 字符串格式化。

功能设计：

1. 录入学生姓名和成绩，存入字典
2. 按条件查询（及格/不及格/全部）
3. 统计平均分、最高分、最低分
4. 格式化输出成绩单

# ========================================
# 学生成绩存储与查询小工具
# 综合运用：列表 + 字典 + for/while 循环 + 条件判断 + 字符串格式化
# ========================================

# 用列表存储所有学生，每个学生是一个字典
students = []

print("=" * 40)
print("    学生成绩存储与查询系统 v1.0")
print("=" * 40)

# 1. 录入学生信息
while True:
    print()
    name = input("请输入学生姓名（输入 q 结束录入）：").strip()
    if name.lower() == "q":
        break

    score = float(input(f"请输入 {name} 的成绩（0-100）："))
    if score < 0 or score > 100:
        print("⚠️ 成绩无效，请重新录入该学生")
        continue

    # 每个学生存为一个字典，追加到列表
    student = {"姓名": name, "成绩": score}
    students.append(student)
    print(f"✅ 已录入：{name} - {score} 分")

# 2. 查询功能
print()
print("=" * 40)
print("  查询菜单")
print("  1. 查看全部成绩")
print("  2. 查看及格的学生（>=60）")
print("  3. 查看不及格的学生（<60）")
print("  4. 按姓名搜索")
print("=" * 40)

choice = input("请选择查询方式（1-4）：")

# 3. 根据选择筛选数据
if choice == "1":
    result = students
    title = "全部学生成绩"
elif choice == "2":
    result = [s for s in students if s["成绩"] >= 60]
    title = "及格学生成绩"
elif choice == "3":
    result = [s for s in students if s["成绩"] < 60]
    title = "不及格学生成绩"
elif choice == "4":
    search_name = input("请输入要搜索的姓名：").strip()
    result = [s for s in students if search_name in s["姓名"]]
    title = f"搜索「{search_name}」的结果"
else:
    result = []
    title = "无效选择"

# 4. 格式化输出成绩单
print()
print("=" * 40)
print(f"  {title}")
print("=" * 40)
print(f"{'序号':<6}{'姓名':<10}{'成绩':<8}{'等级':<6}")
print("-" * 40)

if len(result) == 0:
    print("  暂无数据")
else:
    for i, s in enumerate(result, 1):
        # 根据成绩判定等级
        if s["成绩"] >= 90:
            grade = "优秀"
        elif s["成绩"] >= 80:
            grade = "良好"
        elif s["成绩"] >= 60:
            grade = "及格"
        else:
            grade = "不及格"

        # f-string 格式化输出，< 表示左对齐
        print(f"{i:<6}{s['姓名']:<10}{s['成绩']:<8.1f}{grade:<6}")

print("-" * 40)

# 5. 统计信息（基于全部学生）
if len(students) > 0:
    scores = [s["成绩"] for s in students]
    avg = sum(scores) / len(scores)
    max_score = max(scores)
    min_score = min(scores)
    pass_count = sum(1 for s in scores if s >= 60)

    print(f"  总人数：{len(students)} 人")
    print(f"  平均分：{avg:.1f}")
    print(f"  最高分：{max_score:.1f}")
    print(f"  最低分：{min_score:.1f}")
    print(f"  及格率：{pass_count}/{len(students)}（{pass_count/len(students)*100:.0f}%）")
else:
    print("  未录入任何学生数据")

print("=" * 40)

运行效果：

========================================
    学生成绩存储与查询系统 v1.0
========================================

请输入学生姓名（输入 q 结束录入）：张三
请输入 张三 的成绩（0-100）：95
✅ 已录入：张三 - 95.0 分

请输入学生姓名（输入 q 结束录入）：李四
请输入 李四 的成绩（0-100）：58
✅ 已录入：李四 - 58.0 分

请输入学生姓名（输入 q 结束录入）：王五
请输入 王五 的成绩（0-100）：82
✅ 已录入：王五 - 82.0 分

请输入学生姓名（输入 q 结束录入）：q

========================================
  查询菜单
  1. 查看全部成绩
  2. 查看及格的学生（>=60）
  3. 查看不及格的学生（<60）
  4. 按姓名搜索
========================================
请选择查询方式（1-4）：1

========================================
  全部学生成绩
========================================
序号  姓名      成绩    等级  
----------------------------------------
1     张三      95.0    优秀  
2     李四      58.0    不及格
3     王五      82.0    良好  
----------------------------------------
  总人数：3 人
  平均分：78.3
  最高分：95.0
  最低分：58.0
  及格率：2/3（67%）
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分步拆解：

1. 数据结构设计：用列表 students 存所有学生，每个学生是一个字典 {"姓名": ..., "成绩": ...}。列表负责存"一堆"，字典负责存"一个人的多个属性"——这是列表+字典组合的经典用法

2. while 循环录入：while True 无限循环，输入 q 时 break 跳出。成绩不合法时 continue 跳过本次循环，重新录入——这是第5章学过的循环控制

3. strip() 清理输入：input(...).strip() 去掉用户输入首尾可能多打的空格，这是本章学的字符串方法

4. 查询菜单：用 if-elif-else 处理4种查询方式。列表推导式 [s for s in students if ...] 是第6章列表知识的应用，按条件筛选数据

5. f-string 格式化成绩单：f"{i:<6}{s['姓名']:<10}..." 用 < 左对齐、数字控制宽度，让输出像表格一样整齐——这正是格式化输出的实际应用

6. 统计信息：用 sum()、max()、min() 配合列表推导式快速算出平均分、最高分、最低分。及格率用 sum(1 for s in scores if s >= 60) 统计及格人数，再算百分比

这个案例串联了第二部分全部知识：列表（存多人数据）、字典（存单人属性）、for 循环（遍历输出）、while 循环（循环录入）、break/continue（循环控制）、条件判断（等级判定、菜单选择）、字符串方法（strip）、f-string 格式化（成绩单对齐输出）。能独立写出来，说明第二部分已经完全掌握了。

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七、常见报错速查表

报错信息	出现场景	原因	解决方法
TypeError: 'str' object does not support item assignment	试图通过索引修改字符串	字符串不可变	用 replace() 或切片拼接生成新字符串
IndexError: string index out of range	访问不存在的索引	索引超出字符串长度	检查索引范围，最大索引 = len(s) - 1
TypeError: can only concatenate str to str	字符串和数字用 + 拼接	类型不兼容	用 str() 转换数字，或改用 f-string
AttributeError: 'str' object has no attribute 'xxx'	调用不存在的字符串方法	方法名拼写错误	查阅方法速览表，确认方法名正确
ValueError (split 场景)	对 split 结果按索引取值越界	分隔符不匹配导致结果数量少于预期	先 print 查看 split 结果再取值
KeyError (format 场景)	format 的 {} 数量与参数不匹配	占位符和参数个数对不上	检查 {} 个数与 format() 参数数量

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九、本章小结

本章你掌握了字符串操作和格式化输出的完整体系：

1. 字符串切片——[起:止:步长]，左闭右开，[::-1] 反转字符串
2. 8个常用方法——upper/lower 转大小写、strip 去空白、replace 替换、split 拆分、join 合并、find 查找、count 计数
3. 三种格式化输出——% 格式化（能读懂）、format() 方法（灵活复用）、f-string（日常首选）
4. 字符串不可变——所有方法都返回新字符串，不会修改原字符串

到本章为止，第二部分（循环与容器篇）全部学完。你已经能熟练使用列表、字典、for/while 循环、条件判断和字符串操作——这些是 Python 编程最常用的工具组合。

往期回顾：

《Python 零基础入门：从积木到代码》专栏序

零基础学 Python 第1章 | 全平台装环境 + VS Code 配置 + 第一个 Hello World

零基础学 Python 第2章 | print 输出 + 变量赋值 + input 交互输入

零基础学 Python 第3章 | 条件判断：if / elif / else

零基础学 Python 第 4 章 | for 循环与 range()：让程序帮你重复干活

零基础学 Python 第 5 章 | while 循环与循环嵌套：让程序看着条件自己干活

零基础学 Python 第 6 章 | 元组与集合：不可变数据与自动去重

零基础学 Python 第7章 | 字典 dict：键值对存储

下一章预告：前面几章我们写了不少重复的代码，比如成绩判等级的逻辑在多个程序里都出现过。如果能把一段代码"打包"起来，起个名字，需要时直接调用，岂不是省事很多？下一章学习函数基础——def 定义函数、参数传递、返回值，让你的代码从"一整坨"变成"模块化积木"。

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文末资源区

资源	说明
Python 官方文档 - 字符串方法	https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#string-methods
Python 官方文档 - 字符串格式化	https://docs.python.org/3/library/string.html#formatstrings
Python 官方文档 - f-string	https://docs.python.org/3/reference/lexical_analysis.html#f-strings
Python 官方文档 - 切片	https://docs.python.org/3/library/functions.html#slice
本章完整源码	chapter8_all.py（关注梅雅达编程笔记，评论领资料）

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每节课都配套课后练习题与完整源码。代码报错、看不懂知识点，可在评论区粘贴问题，逐一解答！
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