详解python string类型 bytes类型 bytearray类型

Python中的字符串类型string

在Python中，字符串类型为内置数据类型之一，用于表示文本类型的数据。Python的字符串类型是不可变的，这意味着你不能改变一个字符串的值。Python的字符串类型有很多内置方法，可用于字符串的各种操作，如切片，查找，替换等。

创建字符串

Python中创建字符串的方法有两种：用单引号(')或双引号(")将字符围起来或使用三引号(''')或三双引号(""")

#使用单引号
string1 = 'Hello World'

#使用双引号
string2 = "Hello World"

#使用三引号
string3 = '''Hello 
World'''

#使用三双引号
string4 = """Hello
World"""

字符串的常用操作

字符串拼接

Python中的字符串拼接可以使用加号（+）来实现，也可以使用join()方法来实现。

str1 = "Hello"
str2 = "World"
#直接使用加号拼接字符串
result = str1 + " " + str2
print(result)
#使用join()方法拼接字符串
result2 = " ".join([str1,str2])
print(result2)

字符串格式化

字符串格式化是将变量插入到一个字符串中，通常使用百分号（%）格式化或字符串模板（{}）来实现。

#使用百分号（%）格式化字符串
name = "Lucy"
age = 18
result = "My name is %s and I am %d years old." %(name, age)
print(result)

#使用字符串模板（{}）格式化字符串
name = "Lucy"
age = 18
result2 = "My name is {} and I am {} years old.".format(name, age)
print(result2)

字符串切片

Python中可以使用切片来截取字符串的一部分，也可以通过这种方式修改字符串。字符串的切片操作使用下标来表示切片的起始和终止位置，下标从0开始计数。

str1 = "Hello World"
#截取前5个字符
result = str1[0:5]
print(result)

#从第6个字符开始，直到最后一个字符
result2 = str1[6:]
print(result2)

#反转字符串
result3 = str1[::-1]
print(result3)

示例

代码示例：字符串反转

def reverse_string(text):
    return text[::-1]

print(reverse_string("Hello World"))
print(reverse_string("Python String"))

bytes类型

Python中的bytes类型是一种类似于字符串的不可变序列类型，用于存储二进制数据。bytes类型的值由小于256的整数组成，每个整数使用一个字节（8位）的内存空间存储。Python 3.x 起，bytes类型是一个内置类型，Python 2.x 版本中的二进制数据类型是 str。

可以使用bytes()函数或者字节字面量表示bytes类型的值。使用字节字面量时，需要在值的前面加上b。

#使用bytes()函数创建bytes类型
data = bytes([0x48, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f])
print(data)

#使用字节字面量创建bytes类型
data = b"Hello bytes"
print(data)

bytes类型的常用操作

字节串的转换

bytes类型与字符串类型之间可以相互转换，可以使用encode()和decode()方法来实现。

#字符串转bytes类型
text = "Hello World"
data = text.encode('utf-8')
print(data)

#bytes类型转字符串
text2 = data.decode('utf-8')
print(text2)

字节串切片

bytes类型的切片操作和字符串类型类似，只是切片的结果也是bytes类型。

data = b"Hello World"
result = data[0:5]
print(result)

示例

代码示例：计算文件的md5值

import hashlib

def calc_md5(file_name):
    with open(file_name,'rb') as f:
        data = f.read()
    md5 = hashlib.md5(data).hexdigest()
    return md5

print(calc_md5('test.png'))

bytearray类型

bytearray类型类似于bytes类型，可以存储二进制数据，不过bytearray类型的值是可变的。bytearray类型的操作和bytes类型差不多，只是支持任意位置的修改。

创建bytearray类型

bytearray类型创建方式与bytes类型类似，可以使用bytearray()函数或者字节字面量来创建。

#使用bytearray()函数创建
data = bytearray([0x48, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f])
print(data)

#使用字节字面量创建
data2 = bytearray(b"Hello bytearray")
print(data2)

bytearray类型的常用操作

字节串的转换

bytearray类型与字符串类型之间也可以相互转换，与bytes类型类似，可以使用encode()和decode()方法实现。

#字符串转bytearray类型
text = "Hello World"
data = bytearray(text.encode('utf-8'))
print(data)

#bytearray类型转字符串
text2 = data.decode('utf-8')
print(text2)

修改字节

bytearray类型支持修改任意位置的字节。

data = bytearray(b"Hello World")
data[0] = 0x68 #修改第一个字节，从'H'变成'h'
print(data)

#在指定位置插入字节
data.insert(5, 32) #在第5个字节（空格前）的位置插入一个空格
print(data)

#删除指定位置的字节
del data[5]  #删除第5个字节，即空格
print(data)

示例

代码示例：通过bytearray类型修改图片的像素

from PIL import Image

def modify_image(file_name):
    with Image.open(file_name) as img:
        data = bytearray(img.tobytes())
        for i in range(0, len(data), 4):
            data[i] = 255 - data[i]
        img2 = Image.frombytes(img.mode, img.size, bytes(data))
        img2.save('modified.png')

modify_image('test.png')