我不喜歡這個想法，仔細思考一下的話，這根本就糟糕透了。如果你不喜歡一首歌，那你就不應該一直去聽那首歌。如果你喜歡一首歌，那你就應該要喜歡它的歌詞，應該要牢牢地記住它的歌詞，而不是胡亂的去惡搞它。
～節錄自《賴田捕手》第九章
之前有先介紹過字串物件的基本操作了。其實字串在程式中的應用相當多，更別提我們想做的可是接收跟發送字串的聊天機器人，對於字串的各種使用方式跟相關的套件，我們要有更多了解才行。因此在我們把 Python 的基本物件都介紹完了以後，今天就回過頭來再仔細端詳一下字串物件。
幾年前有一首歌，短短的，像個繞口令一樣，才用沒幾個字，也沒什麼內容，卻紅遍了大街小巷。是的，我說的就是 PPAP➀。PPAP 之所以能夠這麼成功，快速的攻佔各大社群媒體的版面，成為大家嚷嚷上口的洗腦神曲，有人認為是因為表演者讓人噴飯的肢體語言、表演技巧、或是刻意走庸俗華麗路線的服裝設計。但我想，影響一首歌的命運，最重要的還是旋律、節奏跟歌詞吧。今天我們不講草泥馬，就來談談 PPAP 的歌詞吧。
In [1]: import numpy as np
import re
首先，載入兩個等等要用到的套件。re是 Python 的標準套件，所以這次我們不需要再幫環境安裝。
In [2]: PPAP = '''I have a pen
I have an apple
Ah
Apple pen
I have a pen
I have pineapple
Ah
Pineapple pen
Apple pen
Pineapple pen
Ah
Pen Pie Pineapple Apple Pen
Pen Pie Pineapple Apple Pen'''
我們用'''可以換行的字串'''做出可以換行的字串，把 PPAP 的歌詞填上去，然後貼上PPAP的標籤。好了，我們來看看 PPAP 的歌詞裡用了哪些關鍵的字眼：
In [3]: 'pen' in PPAP
Out[3]: True
In [4]: 'pea' in PPAP
Out[4]: False
原來沒有用到'pea'啊。
pea /pi/ (noun) 豌豆
～節錄自《民明書房大字典》
那'pen'放在PPAP的哪裡呢？
In [5]: PPAP.index('pen')
Out[5]: 9
In [6]: PPAP.index('pea')
---------------------------------------------------------------------------
ValueError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-8-9a91766deac0> in <module>
----> 1 PPAP.index('pea')
ValueError: substring not found
不好，都忘了沒有'pea'啊。
到這為止的操作都很熟悉，可以來點不一樣的嗎？好的，馬上就到。剛才的例子裡，用index()在字串中尋找特定目標，會找到第一個相符合的目標，並且回傳位置。但如果整個字串都沒有相符合的目標，就會產生錯誤。在執行程式的過程中，有些時候我們不希望程式出錯。那麼還有其他方法嗎？
In [7]: PPAP.find('pen')
Out[7]: 9
In [8]: PPAP.find('pea')
Out[8]: -1
屬於字串的方法find()，會在字串中尋找你指定的目標，找到第一個符合的目標後，回傳該目標的位置。不過，當字串中不存在指定目標時，會回傳-1，而不會造成程式出錯。如果要找最後一個呢？
In [9]: PPAP.rfind('pen')
Out[9]: 109
說真的，PPAP 到底唱了幾次 pen 啊？我聽起來像是 10 次，Python 聽起來呢？
In [10]: PPAP.count('pen')
Out[10]: 6
我們的 Python 朋友只聽到 6 次，怎麼回事呢。檢視一下歌詞，原來我們的歌詞'pen'、'Pen'並存，有'pen'也有'Pen'。Python 很正直的，大寫就是大寫，小寫就是小寫，豈容胡亂混淆。怎麼辦呢？這邊介紹一個方法，叫做lower()，不囉嗦，看程式碼：
In [11]: print(PPAP.lower())
Out[11]: i have a pen
i have an apple
ah
apple pen
i have a pen
i have pineapple
ah
pineapple pen
apple pen
pineapple pen
ah
pen pie pineapple apple pen
pen pie pineapple apple pen
喔，我們利用lower()顯示出全部都是小寫的 PPAP 了！為什麼我說顯示呢？讓我們再回頭看看 PPAP 吧：
In [12]: PPAP[0]
Out[12]: I have a pen
I have an apple
Ah
Apple pen
I have a pen
I have pineapple
Ah
Pineapple pen
Apple pen
Pineapple pen
Ah
Pen Pie Pineapple Apple Pen
Pen Pie Pineapple Apple Pen
還是Pen啊。原來如此，原來是這樣。lower()的作用是回傳一個小寫版本的PPAP，並不是改變PPAP本身。如果後續的運算還有需要用到的話，要嘛不是再呼叫一次lower()，不然就是要記得把PPAP.lower()用標籤貼起來。
In [13]: PPAP.lower().count('pen')
Out[13]: 10
這次 Python 聽到的次數跟我聽到的次數一樣了！短短一首歌裡面就唱了 10 次'pen'，這種像是繞口令一般的節奏，更別說是最後一句了，那根本是經典。乍看之下像是亂念一通，其實是經過精心安排的呢。不然你亂念一通給我看？
In [14]: ' '.join(np.random.permutation(PPAP.split('\n')[-1].split(' ')))
Out[14]: 'Pie Pen Pen Pineapple Apple'
念起來很彆扭吧？改成這樣大概就沒機會紅了。等等等等，沒人問你念起來怎麼樣，我比較想知道 Python 程式碼到底在寫些什麼。
' '.join(np.random.permutation(PPAP.split('\n')[-1].split(' ')))numpy的方法。split()，把字串切開的方式，用法是要切開的字串.split(切口處)。切完了之後，會拿到由片段字串組成的清單。來用用看吧？In [15]: 要切開的字串 = '煞☆氣☆的☆中☆二'
切口處 = '☆'
要切開的字串.split(切口處)
Out[15]: ['煞', '氣', '的', '中', '二']
join()，顧名思義，把字串連在一起的方式，用法是膠水.join(要黏合的字串清單)。所謂要黏合的字串清單，指的是由一個一個字串組成的清單，透過膠水，黏在一起後傳回一個完整的字串。In [16]: 膠水 = ' ㊣ '
要黏合的字串清單 = ['煞', '氣', '的', '中', '二']
膠水.join(要黏合的字串清單)
Out[16]: '煞 ㊣ 氣 ㊣ 的 ㊣ 中 ㊣ 二'
np.random.permutation()則是有順序的可屬數物件打亂、隨機排列的方法。In [17]: def 洗牌():
一條龍 = [i for i in range(1, 14)]
return np.random.permutation(一條龍)
In [18]: print(洗牌())
type(洗牌())
[ 5 11 7 10 12 2 1 3 13 4 6 9 8]
Out[18]: numpy.ndarray
而該方法會回傳一個屬於numpy的ndarray物件。我懂，雖然長得很像清單(list)，功能方面也蠻像清單的，但兩個是稍微不同的物件。既然都學會join()了，那就來現學現賣吧？
In [19]: ' ♠ '.join(洗牌())
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-18-f01480c44660> in <module>
----> 1 ' ♠ '.join(洗牌())
TypeError: sequence item 0: expected str instance, numpy.int32 found
不行。因為洗牌()傳回來的，不是由字串組成的清單，而是由整數物件組成的ndarray，大意了。那改成這樣呢？
In [20]: ' ♠ '.join(洗牌().astype(str))
Out[20]: '7 ♠ 13 ♠ 8 ♠ 2 ♠ 10 ♠ 5 ♠ 12 ♠ 1 ♠ 4 ♠ 11 ♠ 9 ♠ 6 ♠ 3'
可以了！
好啦，重新再剝一次洋蔥囉。
' '.join(np.random.permutation(PPAP.split('\n')[-1].split(' ')))PPAP.split('\n')[-1].split(' ')))我把PPAP用換行符號(\n)切開之後，選擇最後一行文字，再用空白鍵切開，得到['Pen', 'Pie', 'Pineapple', 'Apple', 'Pen']這樣的清單。下一步，用np.random.permutation()隨機打亂，最後再用空白鍵將打亂的字串連接再一起。耶，成功剝開洋蔥囉！ 上面的程式碼寫了那麼多，我們可以用count()知道有 10 個'pen'，也知道第一個'pen'跟最後一個'pen'所在的位置。那其他 8 個呢？
In [21]: re.findall('pen', PPAP.lower())
Out[21]: ['pen', 'pen', 'pen', 'pen', 'pen', 'pen', 'pen', 'pen', 'pen', 'pen']
喔！全都列出來給我了。不過到底在哪裡呢？先不急，我們來挑戰個難一點的。我們這次來找'apple'。我們聽到'apple'有 5 個，Python 聽到幾個呢？
In [22]: re.findall('apple', PPAP.lower())
Out[22]: ['apple', 'apple', 'apple', 'apple', 'apple', 'apple', 'apple', 'apple', 'apple', 'apple']
居然有 10 個，一定是跟'pineapple'搞混了。那我們在前面加一個空白鍵' apple'這樣呢？
In [23]: re.findall(' apple', PPAP.lower())
Out[23]: ['apple', 'apple', 'apple']
只剩下 3 個。因為其中有一個'apple'是接在換行符號後面。怎麼辦呢。這就是為什麼我要在這個地方介紹正常表達(Regular Expressions)的原因。正常表達提供了對字串更精確的控制，除了一般的'\n'、'\t'用來表示換行符號跟表格鍵之外，還有如表一所列更多的選擇。
表一、特殊字元
| 程式碼 | 代表 |
|---|---|
'\d' |
數字 (a single digit) |
'\D' |
非數字 (a single non-digit) |
'\w' |
字母或數字 (an alphanumeric character) |
'\W' |
非字母非數字 (a non-alphanumeric character) |
'\s' |
空白鍵 (a whitespace character) |
'\S' |
非空白鍵 (a non-whitespace character) |
再來試一次看看吧：
In [24]: re.findall('\Wapple', PPAP.lower())
Out[24]: [' apple', '\napple', '\napple', ' apple', ' apple']
找到了 5 個！來看看這 5 個分別都躲在哪裡吧！
In [25]: for match in re.finditer('\Wapple', PPAP.lower()):
print(match)
Out[25]: <re.Match object; span=(22, 28), match=' apple'>
<re.Match object; span=(31, 37), match='\napple'>
<re.Match object; span=(88, 94), match='\napple'>
<re.Match object; span=(133, 139), match=' apple'>
<re.Match object; span=(161, 167), match=' apple'>
In [26]: for match in re.finditer('\Wapple', PPAP.lower()):
print(match.span())
Out[26]: (22, 28)
(31, 37)
(88, 94)
(133, 139)
(161, 167)
In [27]: for n, match in enumerate(re.finditer('\Wapple', PPAP.lower()), start=1):
print(f'{n}: start: {match.start()},\tend: {match.end()}')
Out[27]: 1: start: 22, end: 28
2: start: 31, end: 37
3: start: 88, end: 94
4: start: 133, end: 139
5: start: 161, end: 167
可以正常表達(Regular Expressions)是不是很棒呢！
最後我們也試著照樣照句，學PPAP來創造一首歌吧，看看能不能跟PPAP一樣紅。先從第一句開始，不過要填些什麼呢？
In [28]: 先試試看這個 = 'peanut'
'I have a %s' % 先試試看這個
Out[28]: 'I have a peanut'
peanut /ˈpiˌnət/ (noun) 花生
～節錄自《民明書房大字典》
好像哪裡怪怪的。
In [29]: 再試試看這個 = 'pain'
'I have a %s' % 再試試看這個
Out[29]: 'I have a pain'
pain /peɪn/ (noun) 疼痛
～節錄自《民明書房大字典》
不錯，那就來唱一段試試：
In [30]: P開頭的 = 'pain'
A開頭的 = 'alpaca'
我的PPAP = 'I have a %s\nI have an %s\nAh\n%s %s' % (P開頭的, A開頭的, A開頭的, P開頭的)
print(我的PPAP)
Out[30]: I have a pain
I have an alpaca
Ah
alpaca pain
看懂了嗎？這是第一種編排字串格式的方式，我們姑且把它稱之為 % 字串。先用在字串中預定的位置放入%s，代表等一下要放進這個位置的是字串物件。接著在字串結束後面，用%宣告要放入字串的標籤，如果有超過一個標籤，那麼就要用()框起來，這些標籤就會按照位置順序，一個一個填入字串。
接下來示範第二種編排字串格式的方式：
In [31]: P開頭的 = 'pain'
A開頭的 = 'alpaca'
我的PPAP = f'I have a {P開頭的}\nI have an {A開頭的}\nAh\n{A開頭的} {P開頭的}'
print(我的PPAP)
Out[31]: I have a pain
I have an alpaca
Ah
alpaca pain
這種叫做 f 字串(f-string)，是比較新的編排字串格式方式。用f'我是 f 字串'來宣告字串，並在當中需要用到變數的地方以{}插入變數。是不是相當直覺呢？但我認為兩種方式都學比較好，因為有些情況是 f 字串做不到而還是需要依靠 % 字串來幫忙的。
什麼情況呢？
In [32]: 整數 = len(PPAP); 浮點數 = np.pi; 字串 = 'alpaca'
'%10d, %10f, %10s' % (整數, 浮點數, 字串)
Out[32]: ' 171, 3.141593, alpaca'
上面的程式碼，我們先用%d、%f、%s來宣告等等要放入的請採用十進位整數格式(decimal)、浮點數格式(float)、跟字串格式(string)。接著再寫下10，代表希望可以有 10 個字元這樣的空間。用 f 字串的話呢？
In [33]: 整數 = len(PPAP); 浮點數 = np.pi; 字串 = 'alpaca'
f'{整數:10d}, {浮點數:10f}, {字串:10s}'
Out[33]: ' 171, 3.141593, alpaca '
咦？'alpaca'從右邊換到左邊了。沒關係，再試試：
In [34]: 整數 = len(PPAP); 浮點數 = np.pi; 字串 = 'alpaca'
f'{整數:10d}, {浮點數:10f}, {字串:>10s}'
Out[34]: ' 171, 3.141593, alpaca'
親愛的，我用>幫'alpaca'搬家了。再來看點其他的：
In [35]: 整數 = len(PPAP); 浮點數 = np.pi; 字串 = 'alpaca'
'%.4d, %.4f, %.4s' % (整數, 浮點數, 字串)
Out[35]: '0171, 3.1416, alpa'
那 f 字串呢？
In [36]: 整數 = len(PPAP); 浮點數 = np.pi; 字串 = 'alpaca'
f'{整數:.4d}, {浮點數:.4f}, {字串:.4s}'
---------------------------------------------------------------------------
ValueError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-55-1dc1048a532a> in <module>
1 整數 = len(PPAP); 浮點數 = np.pi; 字串 = 'alpaca'
----> 2 f'{整數:.4d}, {浮點數:.4f}, {字串:.4s}'
ValueError: Precision not allowed in integer format specifier
不允許了。事實上，只有 f'{整數:.4d}'是不允許的，其他都還行。既然這樣，為什麼還要用 f 字串呢？第一個，它蠻好寫的，寫出來也清楚好懂。第二個：
In [37]: 歡呼一下吧 = 'Bravo'
f'{歡呼一下吧:!<14}, {歡呼一下吧:!^14}, {歡呼一下吧:!>14}'
Out[37]: 'Bravo!!!!!!!!!, !!!!Bravo!!!!!, !!!!!!!!!Bravo'
好啦，今天就講到這囉，謝謝大家的收看。程式碼我放在 Github 上了(Github 或 nbviewer)，有興趣的可以下載下來看看，或是參考 Introducing Python 的讀書筆記第七章➁。另外告訴大家一個好消息，我們終於把 Python 的部分說完了。當然不是說 Python 就這些而已，Python 的世界可是博大精深(X)，不過經過這幾天的陶冶，我們應該有能力看懂並自行摸索、學習新的 Python 套件，甚至運用這些 Python 套件創造出屬於自己程式囉！那麼明天就要開始講 LINE 聊天機器人囉！
➀ PPAP youtube
➁ Introducing Python 讀書筆記第七章
註：對於此系列文有興趣的讀者，歡迎參考由此系列文擴編成書的 LINE Bot by Python，以及最新的系列文《賴田捕手：追加篇》
第 31 天 初始化 LINE BOT on Heroku
第 32 天 快速回覆 QuickReply 介紹
第 33 天 妥善運用 Heroku APP 暫存空間
第 34 天 妥善運用 LINE Notify 免費推播
第 35 天 製造 Deploy to Heroku 按鈕
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