Python：在字符串变化时循环遍历字符

Question

def substitutionEncrypt1(text,key):
    plaintext=text.lower()
    alphabet="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz "
    for ch in plaintext:
        r=plaintext.index(ch)
        plaintext=plaintext.replace(ch,key[r])
    return plaintext

我的文本是 "The Quick Brown Fox"。 我明白为什么它没有正确加密替换密码，但为什么在第五行时，Python会报错说“没有找到子字符串”？ 我不是在遍历明文中的字符吗？ 我使用的语言是Python。

谢谢！

Answer 1

你的代码有几个问题，导致它根本无法达到你想要的效果。

1. 字符串在Python中是不可变的

在Python中，你不能改变一个字符串。一旦创建了字符串，它就保持不变。你能做的只是基于原来的字符串创建一个新的字符串，并把它赋值给同一个名字。

比如，你可以通过切片的方式来修改一个list（可变类型），在某个位置添加一个新元素：

>>> lst = ['one', 'two', 'three']
>>> lst[0] = 42
>>> lst
[42, 'two', 'three']

但是你不能这样做字符串，因为它们是不可变的：

>>> s = 'abc'
>>> s[1] = 42
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'str' object does not support item assignment

所以，你能做的就是给s赋值一个全新的字符串：

>>> s = s.upper()
>>> s
'ABC'

因此，像upper()、replace()以及其他字符串方法，都不会直接在原字符串上修改，而是返回一个修改后的新字符串。

_{至于为什么字符串是不可变的，可以参考这个链接：为什么Python字符串是不可变的？。简单来说，这主要是为了提高性能。}

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2. 你的循环并没有遍历s，而是遍历了循环开始时s的值

当你写for item in iterable时，Python会这样做：

• 它获取一个指向循环开始时iterable指向的值的引用。
  • 如果这个值是字符串，它会获取对那个确切字符串的引用。由于字符串是不可变的，这个引用始终指向内存中的同一个对象。
  • 如果这个值是可变的（比如列表），引用会指向那个值。
• 每次循环时，它会从引用指向的可迭代对象中获取下一个项目。如果这个值是可变的，并且在此期间发生了变化，那就糟糕了，你会得到奇怪的结果。

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3. 在遍历可变序列时不应该修改它们

即使str是可变类型，并且你可以修改它，你也不应该在遍历时修改可迭代对象。

举个例子：

lst = [1, 2, 3, 4, 5]

for item in lst:
    print item,
    lst.remove(item)

输出：

1 3 5

如你所见，由于在遍历过程中列表的大小和项目的索引发生了变化，某些项目被跳过了。

对于字典，Python甚至会明确警告你，并中断执行：

dct = dict(foo=23, bar=42)

for key in dct:
    print key
    dct['baz'] = 'qux'

输出：

foo
Traceback (most recent call last):
  File "it.py", line 3, in <module>
    for key in dct:
RuntimeError: dictionary changed size during iteration

所以，考虑到这些，如果你想按照你原本的意图来实现代码，你需要将两个变量分开，一个用于遍历，另一个用于存放转换后的结果。

但因为Python已经有一个translate()函数（正如@Óscar López的回答中解释的那样）专门用于这个目的，所以你应该使用这个函数。

Answer 2

你不应该在遍历某个东西的时候（无论是列表、集合还是字典……你懂的）同时对它进行修改。此外，字符串是不可变的，这意味着在每次遍历时，你实际上是在创建新的字符串。要在Python中实现替换密码，没有比使用 translate() 更简单的了——而且我们可以让翻译在两个方向上都能工作：

import string

alphabet = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz '
subst    = 'edbjvushlpknyxt foqiwacrzgm'

table = string.maketrans(alphabet, subst)
'hello world'.translate(table)
=> 'hvnntmctonj'

table = string.maketrans(subst, alphabet)
'hvnntmctonj'.translate(table)
=> 'hello world'