字符串与正则表达式
字符串与整数、浮点数和布尔值不同。字符串是一个序列（sequence），这意味着它包含按特定顺序排列的多个值。在本章中，我们将了解如何访问组成字符串的值，并使用处理字符串的函数。
我们还将使用正则表达式（regular expression），这是一种在字符串中查找模式并执行搜索和替换等操作的强大工具。
字符串是序列
字符串是字符的序列。字符（character）可以是一个字母（几乎任何字母表中的）、一个数字、一个标点符号或一个空白字符。
你可以使用方括号运算符从字符串中选择一个字符。以下示例语句从 fruit 中选择第 1 个字符并将其赋值给 letter：
let fruit = "banana"
let letter = fruit[1]方括号中的表达式是一个索引（index），之所以这样称呼是因为它指示要选择序列中的哪个字符。但结果可能与你预期的不同。索引为 1 的字母实际上是字符串的第二个字母。索引是从字符串开头算起的偏移量，所以第一个字母的偏移量是 0：
print(fruit[0])你可以把 'b' 看作 'banana' 的第 0 个字母 -- 读作"零-eth"。
方括号中的索引可以是一个变量：
let mut i = 1
print(fruit[i])也可以是包含变量和运算符的表达式：
print(fruit[i + 1])如我们在第 1 章中看到的，我们可以使用内置函数 len 来获取字符串的长度：
let n = fruit.len()
print(n)要获取字符串的最后一个字母，你可能会尝试使用索引 n，但这会导致错误，因为 'banana' 中没有索引为 6 的字母。因为我们从 0 开始计数，六个字母的编号是 0 到 5。要获取最后一个字符，你必须从 n 中减去 1：
print(fruit[n - 1])但有一个更简单的方法。要获取字符串中的最后一个字母，你可以使用负索引，它从末尾向后计数：
print(fruit[-1])索引 -1 选择最后一个字母，-2 选择倒数第二个，以此类推。
Python 程序员注意：
Auto 使用
.len()方法来获取字符串长度，而不是 Python 的len()函数。a2p转译器会自动将.len()转换为len()。
字符串切片
字符串的一个片段称为切片（slice）。选择切片类似于选择字符。
let fruit = "banana"
print(fruit[0..3])运算符 [n..m] 返回字符串中从第 n 个字符到第 m 个字符的部分，包含第一个但不包含第二个。这种行为可能不太直观，但你可以想象索引指向字符之间的位置。
如果省略第一个索引，切片从字符串的开头开始：
print(fruit[..3])如果省略第二个索引，切片到字符串的末尾：
print(fruit[3..])如果第一个索引大于或等于第二个索引，结果是一个空字符串（empty string），用两个引号表示：
print(fruit[3..3])空字符串不包含任何字符，长度为 0。如果两个索引都省略，切片就是整个字符串的副本：
print(fruit[..])Python 程序员注意：
Auto 使用
s[n..m]进行切片，而不是 Python 的s[n:m]。a2p转译器会自动将..转换为:。
工作原理
使用 fruit[0] 进行索引返回第一个字符，fruit[-1] 返回最后一个。使用 fruit[0..3] 进行切片返回索引为 0、1 和 2 的字符（上界不包含在内）。省略起始位置（..3）表示"从头开始"；省略结束位置（3..）表示"到末尾"。空切片 fruit[3..3] 返回空字符串，因为起始位置等于结束位置。
字符串是不可变的
你可能会想在赋值的左侧使用 [] 运算符来改变字符串中的字符，像这样：
let mut greeting = "Hello, world!"
greeting[0] = "J" // 错误！这会导致错误，因为字符串是不可变的（immutable），这意味着你不能改变已有的字符串。你最多只能创建一个原始字符串的变体：
let greeting = "Hello, world!"
let new_greeting = "J" + greeting[1..]
print(new_greeting)这个例子将一个新首字母连接到 greeting 的切片上。它对原始字符串没有影响：
print(greeting)字符串比较
关系运算符可以用于字符串。要检查两个字符串是否相等，我们可以使用 == 运算符：
let word = "banana"
if word == "banana" {
print("All right, banana.")
}其他关系运算符对于按字母顺序排列单词很有用：
fn compare_word(word: str) {
if word < "banana" {
print(f"$word comes before banana.")
} else if word > "banana" {
print(f"$word comes after banana.")
} else {
print("All right, banana.")
}
}Python（和 Auto）处理大小写字母的方式与人们不同。所有大写字母排在小写字母之前。要解决这个问题，我们可以在比较之前将字符串转换为标准格式，比如全部小写。
字符串方法
字符串提供了执行各种有用操作的方法。方法类似于函数 -- 它接受参数并返回一个值 -- 但语法不同。例如，to_uppercase 方法接受一个字符串并返回一个全大写的新字符串。
不是使用函数语法 to_uppercase(word)，而是使用方法语法 word.to_uppercase()：
let word = "banana"
let new_word = word.to_uppercase()
print(new_word)点运算符指定了方法的名称 to_uppercase，以及要应用该方法的字符串名称 word。空括号表示此方法不接受参数。
方法调用被称为调用（invocation）；在这个例子中，我们会说我们在 word 上调用 to_uppercase。
工作原理
to_uppercase()（Python 中为 .upper()）和 to_lowercase()（Python 中为 .lower()）返回转换大小写后的新字符串。find() 返回第一次出现的索引，如果未找到则返回 -1。strip() 去除前导和尾随空白。replace() 返回替换所有出现位置后的新字符串。split() 将字符串拆分为子字符串列表，join() 将列表连接为单个字符串。
Python 程序员注意：
Auto 使用
to_uppercase()/to_lowercase()代替 Python 的.upper()/.lower()。Auto 使用starts_with()/ends_with()代替 Python 的.startswith()/.endswith()。a2p转译器会自动转换所有这些方法。
写入文件
字符串运算符和方法对于读写文本文件很有用。下面是写入字符串到文件的基本模式：
let writer = open("output.txt", "w")
writer.write("Hello, world!\n")
writer.close()open 函数接受一个可选参数来指定"模式" -- 'w' 表示以写入模式打开文件。如果文件不存在，将创建新文件；如果文件已存在，内容将被替换。
写入后，我们使用 close 方法关闭文件，表示操作完成。
工作原理
open("output.txt", "w") 以写入模式打开文件。write 方法将字符串写入文件 -- 注意它不会自动添加换行符，所以我们需要显式包含 \n。写入后，close() 刷新缓冲区并释放文件句柄。
读取循环使用 for line in open("output.txt") 逐行遍历文件。每行包含末尾的换行符，所以我们使用 strip() 来去除它。第二部分演示了查找和替换：从一个文件读取，替换子字符串，然后写入新文件。
查找和替换
要检查字符串是否包含特定的子字符串，可以使用 contains 方法（或 in 运算符）。要获取出现次数的总数，可以使用 matches 方法结合 count：
let text = "Jonathan went to see Jonathan"
print(text.contains("Jonathan"))
print(text.matches("Jonathan").count())要替换所有出现的子字符串，可以使用 replace 方法：
let new_text = text.replace("Jonathan", "Thomas")
print(new_text)正则表达式
如果我们确切知道要查找的字符序列，可以使用 contains 来查找，用 replace 来替换。但还有另一种工具叫做正则表达式（regular expression），它也可以执行这些操作 -- 而且能做更多事情。
让我们从一个简单的例子开始演示。假设我们想查找包含特定单词的所有行。以下是《德古拉》中的一行：
let text = "I am Dracula; and I bid you welcome, Mr. Harker, to my house."一个名为 re 的模块提供了与正则表达式相关的函数。我们可以这样导入它，并使用 search 函数来检查模式是否出现在文本中：
此示例依赖多文件模块，不能在书页内运行——请到 Playground
use re
let pattern = "Dracula"
let result = re.search(pattern, text)如果模式出现在文本中，search 返回一个包含搜索结果的 Match 对象。如果模式没有出现在文本中，search 的返回值是 None。
我们可以使用竖线字符 '|' 来匹配左侧或右侧的任一序列：
let pattern = "Mina|Murray"特殊字符 '^' 匹配字符串的开头，'$' 匹配字符串的末尾：
let pattern = "^Dracula"
let pattern2 = "Harker$"字符串替换
我们可以使用 re 模块中的 sub 函数，它执行字符串替换（string substitution）。第一个参数是要查找和替换的模式，第二个是要替换成的字符串，第三个是要搜索的字符串：
let pattern = "colou?r"
let result = re.sub(pattern, "color", "He liked the colour of the sky")模式中的 '?' 表示前一个字符是可选的，所以这个模式匹配 "colour" 或 "color"。
模式中的括号将部分内容分组在一起，使竖线仅应用于组内：
let pattern = "cent(er|re)"这个模式匹配以 'cent' 开头、以 'er' 或 're' 结尾的序列。
工作原理
re.search(pattern, text) 在 text 中搜索 pattern 的第一次出现，返回一个 Match 对象（如果未找到则返回 None）。group() 方法返回匹配的文本，span() 返回起始和结束索引。
模式中的 | 运算符表示"或" -- Mina|Murray 匹配任一字符串。^ 锚点匹配字符串开头，$ 匹配字符串末尾。? 使前一个字符变为可选。括号将模式的部分分组在一起。re.sub(pattern, replacement, text) 对所有出现的位置执行搜索和替换。re.findall(pattern, text) 返回所有非重叠匹配的列表。
Python 程序员注意：
Auto 使用
use re代替 Python 的import re。a2p转译器会自动转换。re模块的函数（search、sub、findall）在两种语言中的工作方式完全相同。
调试
在读写文件时，调试可能会比较困难。一个好的调试策略是从文件的一部分开始，让程序正常工作，然后再用整个文件运行。
常见的字符串相关 bug 包括：
- 切片中的差一错误：对上界是包含还是不包含感到困惑。
- 忘记去除换行符：从文件读取行时，每行以
\n结尾。 - 索引中的类型错误：使用浮点数或字符串作为索引而不是整数。
- 比较中的大小写敏感：
"Banana"和"banana"不相等。
术语表
序列（sequence）： 一个有序的值集合，其中每个值由一个整数索引标识。
字符（character）： 字符串的元素，包括字母、数字和符号。
索引（index）： 用于选择序列中某个项（如字符串中的字符）的整数值。索引从 0 开始。
切片（slice）： 由索引范围指定的字符串的一部分。
空字符串（empty string）： 不包含任何字符且长度为 0 的字符串。
对象（object）： 变量可以引用的东西。对象有类型和值。
不可变的（immutable）： 如果一个对象的元素不能被改变，则该对象是不可变的。
调用（invocation）： 调用方法的表达式或表达式的一部分。
正则表达式（regular expression）： 定义搜索模式的字符序列。
模式（pattern）： 指定字符串必须满足的要求才能构成匹配的规则。
字符串替换（string substitution）： 用一个字符串替换另一个字符串或其一部分。
练习
练习
编写一个名为 is_palindrome 的函数，接受一个字符串参数，如果它是回文（正读反读都一样）则返回 true，否则返回 false。例如，"noon" 和 "rotator" 是回文。
is_palindrome("noon") // 应该为 true
is_palindrome("hello") // 应该为 false
is_palindrome("a") // 应该为 true
is_palindrome("") // 应该为 true练习
编写一个名为 count_vowels 的函数，接受一个字符串并返回其中元音字母（a、e、i、o、u）的数量，忽略大小写。
count_vowels("banana") // 应该为 3
count_vowels("hello") // 应该为 2
count_vowels("xyz") // 应该为 0练习
编写一个正则表达式，匹配以大写字母开头并以句号结尾的任何单词。使用 re.search 在 "Hello."、"world." 和 "Python." 等字符串上进行测试。
练习
编写一个名为 normalize_text 的函数，接受一个字符串并返回一个新字符串，其中：
- 所有字母转换为小写
- 去除前导和尾随空白
- 单词之间的多个空格合并为一个空格
normalize_text(" Hello, World! ") // 应该为 "hello, world!"