真的了解字符串拼接嗎?用Python拼接字符串的常用方法及性能分析

2021-01-10 python高手養成

前幾篇文章，我們對Python常用的操作技能進行了匯總。今天，我們來梳理一下Python拼接字符串的幾種常用方法，並對方法進行比較。

如何拼接字符串

本篇開始之前我們先看一下Python之禪中對於編碼的一些建議：

Python之禪（import this試試看）中有一句說得很好：「Simple is better than complex」這句話解釋為：簡單優於複雜，編碼過程中我們的代碼應該是簡潔的

……

「In the face of ambiguity, refuse the temptation to guess.」當存在多種可能，不要嘗試去猜測

「There should be one-- and preferably only one」而是儘量找一種，最好是唯一一種明顯的解決方案

先看一下Python之禪

對於字符串的拼接，網上眾說紛紜，有的說有4種方法，也有的說是6種方式、還有的甚至匯總了7種方式。各種方式都是儘可能將能拼接字符串的功能全部進行梳理匯總。名目繁雜，不便於記憶。本篇不會全部進行匯總，旨在通過幾種常用的方法在不同條件下性能進行對比，為大家提供一種字符串使用的指導意見。大家選擇自己熟悉的掌握並使用即可，不需要全部進行記憶（留下大腦空間記點別的東西……）。

常見的字符串拼接方式

「+」操作符拼接「+」操作符連接字符串是Python中比較經典的字符串拼接方式。可以使用「+」將兩個字符串直接進行拼接。同時，它可以自主判斷是進行加法操作還是拼接字符串操作，當對字符串和數值型數據（整形、浮點型）進行拼接時，會拋出TypeError異常。

s1 = 'string1 '

s2 = 'string2'

s1 + s2

>>>「string1 string2」

「%」操作符拼接這種方案能很好的實現字符串拼接，並且，可以進行字符串格式控制，但這種方式在處理大量字符串數據時可讀性較差（尤其是進行大量字符串格式控制時，格式控制方式可參照網絡教程）。「+」操作在拼接字符串與其它數據結構時，會拋出異常，但是「%」可以拼接非字符串數據（需要提供這種數據的類型，如「%d」、「%f」、%x等）。它不能將字符串與列表、字典、元組等結構直接拼接（一行代碼中不適用for循環）。

s1 = 'string1 '

s2 = 'string2'

"%s %s" % (s1, s2)

>>>"string1 string2"

format()函數拼接format()函數是字符串對象提供的一個方法。對於字符串還可以使用該函數進行格式化操作（參加有很多類似教程）。比如使用常用的時間模塊time對時間進行格式化輸出。在控制臺輸出一串字符串時經常使用這個函數。它是一種替代「%」進行控制字符串輸出的最佳方案。使用「+」操作符連接不同類型的數據結構時，拋出異常；但是format()函數不會，它能實現不同類型的數據結構之間的（字符串和其它類型數據結構）拼接，這點尤其重要，也很常用。

s1 = 'string1 '

s2 = 'string2'

「{} {}".format(s1, s2)

>>>「string1 string2」

它可以將字符串與其它數據結構直接進行拼接輸出

lst = [1, 2, 3]

dic = {1:'a', 2:'b', 3:'c'}

tup = (1, 2, 3)

"{} {} {} {}".format(s1, lst, dic, tup)

>>>"string [1, 2, 3] {1: 'a', 2: 'b', 3: 'c'} (1, 2, 3)"

join()函數拼接它可以將字符串、元組、列表中的元素以指定的字符(分隔符)連接生成一個新的字符串。常用於網址拼接、列表數據拼接等。在列表、元組拼接時，其性能明顯優於「+」操作符（少量數據拼接可能差別不大）。

s1 = 'string1 '

s2 = 'string2'

' '.join(s1, s2)

>>>「string1 string2」

lst = [s1, s2]

'\t'.join(lst)

>>>「string1 string2」

F-strings拼接在python3.6.2版本中，PEP 498 提出一種新型字符串格式化機制，被稱為「字符串插值」或者更常見的一種稱呼是F-strings，F-strings提供了一種明確且方便的方式將python表達式嵌入到字符串中來進行格式化（用法參照Python3.6.2文檔）。

s1 = 'string1 '

s2 = 'string2'

f'{s1} {s2}!'

>>>「string1 string2」

優缺點分析

「+」操作符【優點】簡單、便於理解和使用

【缺點】不便於進行輸出格式控制

"%"操作符【優點】需要指明連接數據結構類型，易於糾錯，可控制格式輸出

【缺點】使用起來麻煩，數據多時，可讀性較差

format()函數

【優點】可控制格式輸出，替代『%』，可直接拼接不同數據結構

【缺點】數據量大時，容易弄錯傳入參數次序（改進：使用key-value方式傳值）

join()函數拼接【優點】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。

【缺點】不適合進行零散片段的、不處於序列集合的元素拼接

F-strings拼接【優點】可讀性上面可以秒殺format()函數

【缺點】向前兼容性差（拿到Python3.6.2之前版本運行出錯）

如何使用

最近一直在研究這個課題，網上也有很多使用建議，個人梳理了一下，主要用法是這樣的：

當要處理類似字符串列表這樣的數據結構拼接時，採用join()方式

當拼接的字符串長度小於20時，選用+號操作符

當拼接的字符串長度超過20時，Python3.6.2及以上的版本建議使用F-strings進行拼接，Python3.6.2以下的版本建議使用format()或join()。

未完待續

好了，今天的內容就到這裡了。我們主要對幾種字符串拼接的常用方法進行了梳理，並給出了使用建議，至於為什麼要這麼做？請看下文，我們後續會對如何這些方法的性能逐個進行測試。喜歡的朋友們關注我哦！大家還有好的方法麼？歡迎留下寶貴意見。

轉載請註明出處，百家號：Python高手養成

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