Justin-刘清政的博客

14-字符串

2019-03-10

什么是字符串?

Go 语言中的字符串是一个字节切片。把内容放在双引号””之间,我们可以创建一个字符串。让我们来看一个创建并打印字符串的简单示例。

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package main

import (
"fmt"
)

func main() {
name := "Hello World"
fmt.Println(name)
}

上面的程序将会输出 Hello World

Go 中的字符串是兼容 Unicode 编码的,并且使用 UTF-8 进行编码。

单独获取字符串的每一个字节

由于字符串是一个字节切片,所以我们可以获取字符串的每一个字节。

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package main

import (
"fmt"
)

func printBytes(s string) {
for i:= 0; i < len(s); i++ {
fmt.Printf("%x ", s[i])
}
}

func main() {
name := "Hello World"
printBytes(name)
}

上面程序的第 8 行,len(s) 返回字符串中字节的数量,然后我们用了一个 for 循环以 16 进制的形式打印这些字节。%x 格式限定符用于指定 16 进制编码。上面的程序输出 48 65 6c 6c 6f 20 57 6f 72 6c 64。这些打印出来的字符是 “Hello World” 以 [Unicode UTF-8 编码]的结果。为了更好的理解 go 中的字符串,需要对 Unicode 和 UTF-8 有基础的理解。我推荐阅读一下 https://naveenr.net/unicode-character-set-and-utf-8-utf-16-utf-32-encoding/ 来理解一下什么是 Unicode 和 UTF-8。

让我们稍微修改一下上面的程序,让它打印字符串的每一个字符。

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package main

import (
"fmt"
)

func printBytes(s string) {
for i:= 0; i < len(s); i++ {
fmt.Printf("%x ", s[i])
}
}


func printChars(s string) {
for i:= 0; i < len(s); i++ {
fmt.Printf("%c ",s[i])
}
}

func main() {
name := "Hello World"
printBytes(name)
fmt.Printf("\n")
printChars(name)
}

printChars 方法(第 16 行中)中,%c 格式限定符用于打印字符串的字符。这个程序输出结果是:

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48 65 6c 6c 6f 20 57 6f 72 6c 64  
H e l l o W o r l d

上面的程序获取字符串的每一个字符,虽然看起来是合法的,但却有一个严重的 bug。让我拆解这个代码来看看我们做错了什么。

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package main

import (
"fmt"
)

func printBytes(s string) {
for i:= 0; i < len(s); i++ {
fmt.Printf("%x ", s[i])
}
}

func printChars(s string) {
for i:= 0; i < len(s); i++ {
fmt.Printf("%c ",s[i])
}
}

func main() {
name := "Hello World"
printBytes(name)
fmt.Printf("\n")
printChars(name)
fmt.Printf("\n")
name = "Señor"
printBytes(name)
fmt.Printf("\n")
printChars(name)
}

上面代码输出的结果是:

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48 65 6c 6c 6f 20 57 6f 72 6c 64  
H e l l o W o r l d
53 65 c3 b1 6f 72
S e à ± o r

在上面程序的第 28 行,我们尝试输出 Señor 的字符,但却输出了错误的 S e à ± o r。 为什么程序分割 Hello World 时表现完美,但分割 Señor 就出现了错误呢?这是因为 ñ 的 Unicode 代码点(Code Point)是 U+00F1。它的 [UTF-8 编码]占用了 c3 和 b1 两个字节。它的 UTF-8 编码占用了两个字节 c3 和 b1。而我们打印字符时,却假定每个字符的编码只会占用一个字节,这是错误的。在 UTF-8 编码中,一个代码点可能会占用超过一个字节的空间。那么我们该怎么办呢?rune 能帮我们解决这个难题。

rune

rune 是 Go 语言的内建类型,它也是 int32 的别称。在 Go 语言中,rune 表示一个代码点。代码点无论占用多少个字节,都可以用一个 rune 来表示。让我们修改一下上面的程序,用 rune 来打印字符。

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package main

import (
"fmt"
)

func printBytes(s string) {
for i:= 0; i < len(s); i++ {
fmt.Printf("%x ", s[i])
}
}

func printChars(s string) {
runes := []rune(s)
for i:= 0; i < len(runes); i++ {
fmt.Printf("%c ",runes[i])
}
}

func main() {
name := "Hello World"
printBytes(name)
fmt.Printf("\n")
printChars(name)
fmt.Printf("\n\n")
name = "Señor"
printBytes(name)
fmt.Printf("\n")
printChars(name)
}

在上面代码的第 14 行,字符串被转化为一个 rune 切片。然后我们循环打印字符。程序的输出结果是

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48 65 6c 6c 6f 20 57 6f 72 6c 64  
H e l l o W o r l d

53 65 c3 b1 6f 72
S e ñ o r

上面的输出结果非常完美,就是我们想要的结果:)。

字符串的 for range 循环

上面的程序是一种遍历字符串的好方法,但是 Go 给我们提供了一种更简单的方法来做到这一点:使用 for range 循环。

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package main

import (
"fmt"
)

func printCharsAndBytes(s string) {
for index, rune := range s {
fmt.Printf("%c starts at byte %d\n", rune, index)
}
}

func main() {
name := "Señor"
printCharsAndBytes(name)
}

在上面程序中的第8行,使用 for range 循环遍历了字符串。循环返回的是是当前 rune 的字节位置。程序的输出结果为:

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S starts at byte 0  
e starts at byte 1
ñ starts at byte 2
o starts at byte 4
r starts at byte 5

从上面的输出中可以清晰的看到 ñ 占了两个字节:)。

用字节切片构造字符串

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package main

import (
"fmt"
)

func main() {
byteSlice := []byte{0x43, 0x61, 0x66, 0xC3, 0xA9}
str := string(byteSlice)
fmt.Println(str)
}

上面的程序中 byteSlice 包含字符串 Café 用 UTF-8 编码后的 16 进制字节。程序输出结果是 Café

如果我们把 16 进制换成对应的 10 进制值会怎么样呢?上面的程序还能工作吗?让我们来试一试:

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package main

import (
"fmt"
)

func main() {
byteSlice := []byte{67, 97, 102, 195, 169}//decimal equivalent of {'\x43', '\x61', '\x66', '\xC3', '\xA9'}
str := string(byteSlice)
fmt.Println(str)
}

上面程序的输出结果也是Café

用 rune 切片构造字符串

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package main

import (
"fmt"
)

func main() {
runeSlice := []rune{0x0053, 0x0065, 0x00f1, 0x006f, 0x0072}
str := string(runeSlice)
fmt.Println(str)
}

在上面的程序中 runeSlice 包含字符串 Señor的 16 进制的 Unicode 代码点。这个程序将会输出Señor

字符串的长度

[utf8 package] 包中的 func RuneCountInString(s string) (n int) 方法用来获取字符串的长度。这个方法传入一个字符串参数然后返回字符串中的 rune 的数量。

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package main

import (
"fmt"
"unicode/utf8"
)

func length(s string) {
fmt.Printf("length of %s is %d\n", s, utf8.RuneCountInString(s))
}
func main() {
word1 := "Señor"
length(word1)
word2 := "Pets"
length(word2)
}

上面程序的输出结果是:

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length of Señor is 5  
length of Pets is 4

字符串是不可变的

Go 中的字符串是不可变的。一旦一个字符串被创建,那么它将无法被修改。

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package main

import (
"fmt"
)

func mutate(s string)string {
s[0] = 'a'//any valid unicode character within single quote is a rune
return s
}
func main() {
h := "hello"
fmt.Println(mutate(h))
}

在上面程序中的第 8 行,我们试图把这个字符串中的第一个字符修改为 ‘a’。由于字符串是不可变的,因此这个操作是非法的。所以程序抛出了一个错误 main.go:8: cannot assign to s[0]

为了修改字符串,可以把字符串转化为一个 rune 切片。然后这个切片可以进行任何想要的改变,然后再转化为一个字符串。

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package main

import (
"fmt"
)

func mutate(s []rune) string {
s[0] = 'a'
return string(s)
}
func main() {
h := "hello"
fmt.Println(mutate([]rune(h)))
}

在上面程序的第 7 行,mutate 函数接收一个 rune 切片参数,它将切片的第一个元素修改为 'a',然后将 rune 切片转化为字符串,并返回该字符串。程序的第 13 行调用了该函数。我们把 h 转化为一个 rune 切片,并传递给了 mutate。这个程序输出 aello

Tags: Go
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