忘了在哪看到一位編程大牛調(diào)侃，他說程序員每天就做兩件事，其中之一就是處理字符串。相信不少同學(xué)會有同感。

幾乎任何一種編程語言，都把字符串列為最基礎(chǔ)和不可或缺的數(shù)據(jù)類型。而拼接字符串是必備的一種技能。今天，我跟大家一起來學(xué)習(xí)Python拼接字符串的七種方式。

1、來自C語言的%方式

            
print('%s %s' % ('Hello', 'world'))
>>> Hello world
          

%號格式化字符串的方式繼承自古老的C語言，這在很多編程語言都有類似的實現(xiàn)。上例的%s是一個占位符，它僅代表一段字符串，并不是拼接的實際內(nèi)容。實際的拼接內(nèi)容在一個單獨的%號后面，放在一個元組里。

類似的占位符還有：%d（代表一個整數(shù)）、%f（代表一個浮點數(shù)）、%x（代表一個16進(jìn)制數(shù)），等等。%占位符既是這種拼接方式的特點，同時也是其限制，因為每種占位符都有特定意義，實際使用起來太麻煩了。

2、format()拼接方式

            
# 簡潔版
s1 = 'Hello {}! My name is {}.'.format('World', 'Python貓')
print(s1)
>>>Hello World! My name is Python貓.

# 對號入座版
s2 = 'Hello {0}! My name is {1}.'.format('World', 'Python貓')
s3 = 'Hello {name1}! My name is {name2}.'.format(name1='World', name2='Python貓')
print(s2)
>>>Hello World! My name is Python貓.
print(s3)
>>>Hello World! My name is Python貓.
          

這種方式使用花括號{}做占位符，在format方法中再轉(zhuǎn)入實際的拼接值。容易看出，它實際上是對%號拼接方式的改進(jìn)。這種方式在Python2.6中開始引入。

上例中，簡潔版的花括號中無內(nèi)容，缺點是容易弄錯次序。對號入座版主要有兩種，一種傳入序列號，一種則使用key-value的方式。實戰(zhàn)中，我們更推薦后一種，既不會數(shù)錯次序，又更直觀可讀。

3、() 類似元組方式

            
s_tuple = ('Hello', ' ', 'world')
s_like_tuple = ('Hello' ' ' 'world')

print(s_tuple) 
>>>('Hello', ' ', 'world')
print(s_like_tuple) 
>>>Hello world

type(s_like_tuple) >>>str
          

注意，上例中s_like_tuple并不是一個元組，因為元素間沒有逗號分隔符，這些元素間可以用空格間隔，也可以不要空格。使用type()查看，發(fā)現(xiàn)它就是一個str類型。我沒查到這是啥原因，猜測或許()括號中的內(nèi)容是被Python優(yōu)化處理了。

這種方式看起來很快捷，但是，括號()內(nèi)要求元素是真實字符串，不能混用變量，所以不夠靈活。

            
# 多元素時，不支持有變量
str_1 = 'Hello'
str_2 = (str_1 'world')
>>> SyntaxError: invalid syntax
str_3 = (str_1 str_1)
>>> SyntaxError: invalid syntax
# 但是下面寫法不會報錯
str_4 = (str_1)
          

4、面向?qū)ο竽０迤唇?

            
from string import Template
s = Template('${s1} ${s2}!') 
print(s.safe_substitute(s1='Hello',s2='world')) 
>>> Hello world!
          

說實話，我不喜歡這種實現(xiàn)方式。濃濃的一股被面向?qū)ο笏枷攵竞Φ某粑丁?

就不多說了。

5、常用的+號方式

            
str_1 = 'Hello world！ ' 
str_2 = 'My name is Python貓.'
print(str_1 + str_2)
>>>Hello world！ My name is Python貓.
print(str_1)
>>>Hello world！ 
          

這種方式最常用、直觀、易懂，是入門級的實現(xiàn)方式。但是，它也存在兩處讓人容易犯錯的地方。

首先，新入門編程的同學(xué)容易犯錯，他們不知道字符串是不可變類型，新的字符串會獨占一塊新的內(nèi)存，而原來的字符串保持不變。上例中，拼接前有兩段字符串，拼接后實際有三段字符串。

其次，一些有經(jīng)驗的老程序員也容易犯錯，他們以為當(dāng)拼接次數(shù)不超過3時，使用+號連接符就會比其它方式快（ps：不少Python教程都是如此建議），但這沒有任何合理根據(jù)。

事實上，在拼接短的字面值時，由于CPython中的 常數(shù)折疊 （constant folding）功能，這些字面值會被轉(zhuǎn)換成更短的形式，例如'a'+'b'+'c' 被轉(zhuǎn)換成'abc'，'hello'+'world'也會被轉(zhuǎn)換成'hello world'。這種轉(zhuǎn)換是在編譯期完成的，而到了運行期時就不會再發(fā)生任何拼接操作，因此會加快整體計算的速度。

常數(shù)折疊優(yōu)化有一個限度，它要求拼接結(jié)果的長度不超過20。所以，當(dāng)拼接的最終字符串長度不超過20時，+號操作符的方式，會比后面提到的join等方式快得多，這與+號的使用次數(shù)無關(guān)。

題外話：你是否覺得20這個數(shù)字很熟悉呢？沒錯，我們之前在《Python中的“特權(quán)種族”是什么？》中提到過，字符串類的特權(quán)種族也是以20為限。當(dāng)時也有一個例子，展示了編譯期和運行期的區(qū)別，建議你去回看。

6、join()拼接方式

            
str_list = ['Hello', 'world']
str_join1 = ' '.join(str_list)
str_join2 = '-'.join(str_list)
print(str_join1) >>>Hello world
print(str_join2) >>>Hello-world
          

str對象自帶的join()方法，接受一個序列參數(shù)，可以實現(xiàn)拼接。拼接時，元素若不是字符串，需要先轉(zhuǎn)換一下。可以看出，這種方法比較適用于連接序列對象中（例如列表）的元素，并設(shè)置統(tǒng)一的間隔符。

當(dāng)拼接長度超過20時，這種方式基本上是首選。不過，它的缺點就是，不適合進(jìn)行零散片段的、不處于序列集合的元素拼接。

7、f-string方式

            
name = 'world'
myname = 'python_cat'
words = f'Hello {name}. My name is {myname}.'
print(words)
>>> Hello world. My name is python_cat.
          

f-string方式出自PEP 498（Literal String Interpolation，字面字符串插值），從Python3.6版本引入。其特點是在字符串前加 f 標(biāo)識，字符串中間則用花括號{}包裹其它字符串變量。

這種方式在可讀性上秒殺format()方式，處理長字符串的拼接時，速度與join()方法相當(dāng)。

盡管如此，這種方式與其它某些編程語言相比，還是欠優(yōu)雅，因為它引入了一個 f 標(biāo)識。而其它某些程序語言可以更簡練，比如shell：

            
name="world"
myname="python_cat"
words="Hello ${name}. My name is ${myname}."
echo $words
>>>Hello world. My name is python_cat.
          

總結(jié)一下，我們前面說的“字符串拼接”，其實是從結(jié)果上理解。若從實現(xiàn)原理上劃分的話，我們可以將這些方法劃分出三種類型：

格式化類：%、format()、template

拼接類：+、()、join()

插值類：f-string

當(dāng)要處理字符串列表等序列結(jié)構(gòu)時，采用join()方式；拼接長度不超過20時，選用+號操作符方式；長度超過20的情況，高版本選用f-string，低版本時看情況使用format()或join()方式。

One more thing：
你以為這就要結(jié)束了？

圖樣！這不是我的風(fēng)格！

我的風(fēng)格是發(fā)散思考、系統(tǒng)思考、以及追求編程哲學(xué)的思考。

最近，我在讀《黑客與畫家》，保羅?格雷厄姆在書中提出了這個問題：

從語義上看，字符串或多或少可以理解成列表的一個子集，其中的每一個元素都是字符。那么，為什么還需要把字符串單列為一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呢？

作者認(rèn)為“編程語言設(shè)置字符串似乎就是一個過早優(yōu)化的例子”，這個觀點令我大為震撼！前文提到的七種拼接字符串的方法瞬間變成紙，薄得似乎一觸就破。

但是，作者認(rèn)為這還不夠，他還有更驚人想法：

還有比這更驚人的預(yù)言。在邏輯上其實不需要對整數(shù)設(shè)置單獨的表示法，因為可以把它們也看作列表，整數(shù)n可以用一個n元素的列表表示。… 編程語言會發(fā)展到放棄基本數(shù)據(jù)類型之一的整數(shù)這一步嗎？