2.5. Символы и строки¶
До сих пор наши программы работали только с числами. Но многим программам надо работать с текстовыми данными. Для этого есть два основных объекта — символы и строки.
2.5.1. Символьный тип данных¶
В питоне, чтобы сохранить символ в переменной, надо просто написать
и т.п. В итоге в переменной ch1 хранится символ a , а в ch2 — символ $ .
Вводить символы можно обычной командой input() :
(именно прямо так), выводить — обычным print :
(На самом деле, в питоне нет отдельного «типа» для символов, символ в питоне — это просто строка длины 1, про строки см. ниже. Но часто удобно думать про символы отдельно от строк.)
2.5.2. Коды символов¶
На самом деле, конечно, в памяти компьютера хранятся не символы (т.е. если мы написали ch=»$» , то нигде в памяти не будет нарисован доллар). Компьютер умеет работать только с числами, и вместо символов он хранит тоже числа.
Есть общепринятая договоренность, которая каждому числу от 0 до 255 ставит в соответствие некоторый символ. Точнее, таких договоренностей есть несколько, они называется кодировки, но для латинских букв, цифр и частоупотребимых символов типа того же доллара, запятой или плюса, во всех кодировках соответствующие числа одинаковы. Для русских букв это не так: в разных кодировках им соответствуют разные числа, но это отдельная тема.
Эта общепринятая сейчас кодировка для латинских букв, цифр и частоупотребимых символов называется ASCII, иногда говорят таблица ASCII. Основная часть этой таблицы выглядит так:
Символы в языке Python
Тип char – это тип данных, служащий для хранения одиночных символов в различных кодировках.
Он широко используется в более низкоуровневых языках программирования, таких как C. Даже строки там являются массивами, состоящими из элементов типа char.
В Python нет отдельного типа для символов. Даже если присвоить переменной значение ‘а’, она будет иметь строковый тип.
Альтернатива char в Python 3
Разработчики языка решили, что нет необходимости выделять под отдельные символы целый тип. На то есть несколько причин:
- Строковый тип предоставляет программисту весь нужный функционал для работы как со строками, так и с символами.
- Python – язык с динамической типизацией, разделение на строковый и символьный тип добавило бы дополнительных проблем с реализацией автоматического определения типов.
Поэтому как бы программист ни пытался, переменные будут иметь строковый тип:
s = ‘Hello’ s = s[0] # Присваиваем переменной элемент ‘H’ print(type(s))
Любой символ в Python является единичной строкой, что позволяет использовать для работы с ним те же функции, что и для строк.
Строка — это неизменяемая последовательность, а так как символ тоже строка, то при попытке изменить его, возбудится исключение:
s = 'О' s[0] = 'А' # Исключение TypeError
Функции
Несмотря на объединение двух типов, язык программирования Python 3 имеет функции для работы именно с символами.
Каждый элемент строки — закодированная последовательность битов. В Python символы могут быть представлены в виде целого числа int. Для работы с их обычным и числовым представлением используют встроенные функции ord() и chr() .
ord()
Функция возвращает числовое представление символа, переданного в качестве аргумента. То есть с её помощью в Python можно определить код символа (аналогичная функция есть и в C для приведения char к int), например:
Функция работает, только если в качестве аргумента передан один символ, при попытке передать строку возбудится исключение TypeError. С её помощью можно получить числовое представление любого символа кодировки Юникод.
chr()
Функция возвращает символ, соответствующий его числовому представлению, которое передается в качестве аргумента:
В качестве аргумента можно передать любое целое неотрицательное число вплоть до 1114111. В противном случае возбудится исключение ValueError.
Экранирование
Экранированные символы — это специальные символы после обратной косой черты «\», выполняющие определенные действия и преобразования.
| Экранированная последовательность | Функция |
| \n | Переход на новую строку |
| \t | Табуляция |
| \r | Возврат каретки в начало строки |
| \x | Числа в шестнадцатеричном представлении |
| \o | Числа в восьмеричном представлении |
| \0 | Нулевой символ |
| \’ | Апостроф |
| \» | Двойная кавычка |
| \\ | Обратный слэш |
Экранированные символы также называются escape-последовательностями, с их помощью можно, например, форматировать строки —
s = "Привет,\n\"Сергей\"" print(s) #Выведет: Привет, "Сергей"
Подавление экранирования
Иногда программисту нужно, чтобы обратный слеш не превращал элементы в escape-последовательности, например, при работе с путями к файлам. Для этого необходимо использовать сразу две косых черты: «C:\\Users\\Public».
Когда программист хочет использовать обратный слеш для вывода, но не подавляет экранирование, в некоторых случаях даже возбуждается исключение. В следующем примере есть синтаксическая ошибка из-за того, что с «\U» начинается записть 32-битного символа Юникода (с «\u» — 16-битного). После него должна быть последовательность из 8 цифр, поэтому возникла ошибка:
s = "C:\Users\Public" SyntaxError: (unicode error) 'unicodeescape' codec can't decode bytes in position 2-3: truncated \UXXXXXXXX escape
Чтобы избежать этого, используют приём подавления экранирования:
s = r"C:\Users\Public" print(s) C:\Users\Public
Подавить экранирование можно с помощью «r», который ставится перед началом строки (до кавычек). На самом деле интерпретатор, видя перед строкой «r», автоматически дублирует каждый символ обратного слеша. Если использовать это в интерактивном режиме, мы увидим:
>>> s = r"C:\Users\Public" >>> s 'C:\\Users\\Public'
Строка, в которой подавляется экранирование, не может оканчиваться символом обратного слеша. В противном случае интерпретатор возбудит исключение SyntaxError.
Решить эту проблему можно несколькими способами:
- Дублировать символы экранирования вручную.
- Использовать конкатенацию: s = r»Привет,\nмир» + «\\» .