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Python字符串格式化：f-strings

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共 9427字，需浏览 19分钟

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2021-07-19 11:05

  • 目   录

  • 一、字符串格式化方法概览

  •     方法 1 %

  •     方法 2 format

  •     方法 3 f-strings

  • 二、f-strings 常用格式化方法

  •     1、简单使用

  •     2、表达式求值

  •     3、调用函数

  •     4、lambda表达式

  •     5、多行代码f-string

  •     6、引号、大括号与反斜杠

  •     7、格式限定符

  •         1）填充与对齐

  •         2）数字符号

  •         3）数字显示格式

  •         3）宽度与精度

  •         4）千位分隔符

  •         5）格式类型

  •         6）时间格式

格式化字符串文字，也称为 f-strings，是一种非常实用的字符串插值方法。它使用大括号作为变量占位符，使操作和丰富字符串变得容易。使用字符串插值，使得 print 语句的功能强大了很多。

f-string，亦称为格式化字符串常量（formatted string literals），是Python3.6新引入的一种字符串格式化方法，该方法源于PEP 498 – Literal String Interpolation，主要目的是使格式化字符串的操作更加简便。f-string在形式上是以 f 或 F 修饰符引领的字符串（f'xxx'或 F'xxx'），以大括号 {} 标明被替换的字段；f-string在本质上并不是字符串常量，而是一个在运行时运算求值的表达式：

While other string literals always have a constant value, formatted strings are really expressions evaluated at run time. 

与具有恒定值的其它字符串常量不同，格式化字符串实际上是运行时运算求值的表达式。

—— Python Documentation

 

f-string在功能方面不逊于传统的%-formatting语句和str.format()函数，同时性能又优于二者，且使用起来也更加简洁明了，因此对于Python3.6及以后的版本，推荐使用f-string进行字符串格式化。

 

Python中常见的格式化的方法主要有三种，本文讲解目前最常用的f-strings格式化方式，后期讲进行对比讲解。

 

一、字符串格式化方法概览

方法 1 %

过去的格式化方法，代码中还能经常见到，在 python 2.6 之前，利用 百分号 % 表示占位符，进行格式化

name='小伍哥''Hello，%s'%nameHello，小伍哥

方法 2 format

现阶段使用最多的方法，Python2.6 引入，它通过 {} 和 : 来代替%表示占位符，性能比 % 更强大，字符串的 format 方法

name='小伍哥''Hello，{}'.format(name)'Hello，小伍哥'

方法 3 f-strings

推荐使用的方法，为了进一步简化格式化方法，Eric Smith 在2015年提交了 PEP 498 -- Literal String Interpolation 提案。Python 3.6 引入了新的字符串格式化方式 f-strings，字符串开头加上一个字母 f ，与其它格式化方式相比，不仅简洁明了，可读性更好，更不容易出错，而且运行效率也更高

name='小伍哥'f'Hello，{name}''Hello，小伍哥'

 

二、f-strings 常用格式化方法

1、简单使用

f-string用大括号 {} 表示被替换字段，其中直接填入替换内容：

name = 'Eric'f'Hello, my name is {name}''Hello, my name is Eric' number = 8f'My lucky number is {number}''My lucky number is 8'

#保留4位小数点 price = 19.99f'The price of this book is {price:.4f}''The price of this book is 19.9900'

 

2、表达式求值

f-string的大括号 {} 可以填入表达式，Python会求出其结果并填入返回的字符串内

f'A total number of {24 * 8 + 4}''A total number of 196' f'Complex number {(2 + 2j) / (2 - 3j)}''Complex number (-0.15384615384615388+0.7692307692307692j)'

 3、调用函数

f-string的大括号 {} 可以调用函数，并返回函数的结果。

#调用内置的函数，大小写转换
name = 'ERIC'f'My name is {name.lower()}''My name is eric'

#调用内置的函数，进行字符串填充
num = '12'f'''My num is {num.rjust(10,'*')}''''My num is ********12'
f'''My num is {num.rjust(10,'0')}''''My num is 0000000012' import mathf'The answer is {math.log(math.pi)}''The answer is 1.1447298858494002

 

4、lambda表达式

f-string大括号内也可填入lambda表达式，但lambda表达式的 : 会被f-string误认为是表达式与格式描述符之间的分隔符，为避免歧义，需要将lambda表达式置于括号 () 内：

f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2)}''result is 5'

f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2):<+7.2f}''result is +5.00  '

 5、多行代码f-string

f-string还可用于多行字符串：

name = 'Eric'age  = 27#每一行都加ff"Hello!" \f"I'm {name}." \f"I'm {age}.""Hello!I'm Eric.I'm 27."#用3引号，只加一个ff"""Hello!     I'm {name}.     I'm {age}.""""Hello!\n    I'm Eric.\n    I'm 27."

 

6、引号、大括号与反斜杠

f-string大括号内所用的引号不能和大括号外的引号定界符冲突，可根据情况灵活切换 ' 和 "：

f'I am {"Eric"}''I am Eric'f'I am {'Eric'}'  File "<stdin>", line 1    f'I am {'Eric'}'                ^SyntaxError: invalid syntax

若 ' 和 " 不足以满足要求，还可以使用 ''' 和 """

f"He said {"I'm Eric"}"  File "<stdin>", line 1    f"He said {"I'm Eric"}"                ^SyntaxError: invalid syntax f'He said {"I'm Eric"}'  File "<stdin>", line 1    f'He said {"I'm Eric"}'                  ^SyntaxError: invalid syntax f"""He said {"I'm Eric"}""""He said I'm Eric"

f'''He said {"I'm Eric"}'''"He said I'm Eric"

 

大括号外的引号还可以使用 \ 转义，但大括号内不能使用 \ 转义：

f'''He\'ll say {"I'm Eric"}'''"He'll say I'm Eric"

f'''He'll say {"I\'m Eric"}'''  File "<stdin>", line 1SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash

f-string大括号外如果需要显示大括号，则应输入连续两个大括号 {{ 和 }}：

f'5 {"{stars}"}''5 {stars}'
f'{{5}} {"stars"}''{5} stars'

上面提到，f-string大括号内不能使用 \ 转义，事实上不仅如此，f-string大括号内根本就不允许出现 \。如果确实需要 \，则应首先将包含 \ 的内容用一个变量表示，再在f-string大括号内填入变量名：

f"newline: {ord('\n')}"  File "<stdin>", line 1SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash newline = ord('\n')f'newline: {newline}''newline: 10'

 

7、格式限定符

对齐、宽度、符号、补零、精度、进制等 f-string采用 {content:format} 设置字符串格式，其中 content 是替换并填入字符串的内容，可以是变量、表达式或函数等，format是格式描述符。采用默认格式时不必指定 {:format}，如上面例子所示只写 {content} 即可。 关于格式描述符的详细语法及含义可查阅Python官方文档，这里按使用时的先后顺序简要介绍常用格式描述符的含义与作用。

1）填充与对齐

^ < >分别是居中、左对齐、右对齐，后面带宽度

: 号后面带填充的字符，只能是一个字符，不指定的话默认是用空格填充

格式描述符

含义与作用

<

左对齐（字符串默认对齐方式）

>

右对齐（数值默认对齐方式）

^

居中

num = 18#右对齐f'{num:>8}''      18'
f'{num:0>8}''00000018'
f'{num:*>8}''******18'
#居中对齐f'{num:*^8}''***18*

 

2）数字符号

格式描述符

含义与作用

+

负数前加负号（-），正数前加正号（+）

-

负数前加负号（-），正数前不加任何符号（默认）

（空格）

负数前加负号（-），正数前加一个空格

num = 4.23f'{num:+}''+4.23'

 

3）数字显示格式

格式描述符

含义与作用

#

切换数字显示方式

注1：仅适用于数值类型。 

注2：# 对不同数值类型的作用效果不同，详见下表：

数值类型

不加#（默认）

加#

区别

二进制整数

'1111011'

'0b1111011'

开头是否显示 0b

八进制整数

'173'

'0o173'

开头是否显示 0o

# 居中，宽度10位，十六进制整数（大写字母），显示0X前缀
a = 1234f'a is {a:^#10X}'      'a is   0X4D2   '

 

3）宽度与精度

格式描述符

含义与作用

width

整数 width 指定宽度

0width

整数 width 指定宽度，开头的 0 指定高位用 0 补足宽度

width.precision

整数 width 指定宽度，整数 precision 指定显示精度

注1：0width 不可用于复数类型和非数值类型，width.precision 不可用于整数类型。 

注2：width.precision 用于不同格式类型的浮点数、复数时的含义也不同：用于 f、F、e、E 和 % 时 precision 指定的是小数点后的位数，用于 g 和 G 时 precision 指定的是有效数字位数（小数点前位数+小数点后位数）。 

注3：width.precision 除浮点数、复数外还可用于字符串，此时 precision 含义是只使用字符串中前 precision 位字符。

a = 123.456f'a is {a:8.2f}''a is   123.46'
f'a is {a:08.2f}''a is 00123.46'
f'a is {a:8.2e}''a is 1.23e+02'
f'a is {a:8.2%}''a is 12345.60%'
f'a is {a:8.2g}''a is  1.2e+02' s = 'hello'f's is {s:8s}'
's is hello   'f's is {s:8.3s}''s is hel

精度常跟类型f一起使用

'{:.2f}'.format(321.33345)'321.33'
'π is {:.2f}'.format(3.1415926)π is 3.14
'π is %.2f'% 3.1415926π is 3.14
'{0:.4f}+{1:.4f}'.format(321.33345,325.33345)'321.3335+325.3335

其中.2表示长度为2的精度，f表示float类型。

数字

格式

输出

描述

3.1415926

{:.2f}

3.14

保留小数点后两位

3.1415926

{:+.2f}

+3.14

带符号保留小数点后两位

-1

{:+.2f}

-1.00

带符号保留小数点后两位

2.71828

{:.0f}

3

不带小数

5

{:0>2d}

05

数字补零 (填充左边, 宽度为2)

5

{:x<4d}

5xxx

数字补x (填充右边, 宽度为4)

10

{:x<4d}

10xx

数字补x (填充右边, 宽度为4)

1000000

{:,}

1,000,000

以逗号分隔的数字格式

0.25

{:.2%}

25.00%

百分比格式

1000000000

{:.2e}

1.00e+09

指数记法

13

{:>10d}

        13

右对齐 (默认, 宽度为10)

13

{:<10d}

13

左对齐 (宽度为10)

13

{:^10d}

    13

中间对齐 (宽度为10)

 

 

4）千位分隔符

格式描述符

含义与作用

,

使用,作为千位分隔符

_

使用_作为千位分隔符

注1：若不指定 , 或 _，则f-string不使用任何千位分隔符，此为默认设置。 

注2：, 仅适用于浮点数、复数与十进制整数：对于浮点数和复数，, 只分隔小数点前的数位。 

注3：_ 适用于浮点数、复数与二、八、十、十六进制整数：对于浮点数和复数，_ 只分隔小数点前的数位；对于二、八、十六进制整数，固定从低位到高位每隔四位插入一个 _（十进制整数是每隔三位插入一个 _）。

a = 1234567890.098765f'a is {a:f}''a is 1234567890.098765'
 f'a is {a:,f}''a is 1,234,567,890.098765'
f'a is {a:_f}''a is 1_234_567_890.098765' b = 1234567890f'b is {b:_b}''b is 100_1001_1001_0110_0000_0010_1101_0010'
f'b is {b:_o}''b is 111_4540_1322'

f'b is {b:_d}''b is 1_234_567_890'
f'b is {b:_x}''b is 4996_0'

 

5）格式类型

格式描述符

含义与作用

适用变量类型

s

普通字符串格式

字符串

b

二进制整数格式

整数

c

字符格式，按unicode编码将整数转换为对应字符

整数

d

十进制整数格式

整数

o

八进制整数格式

整数

x

十六进制整数格式（小写字母）

整数

X

十六进制整数格式（大写字母）

整数

e

科学计数格式，以 e 表示 ×10^

浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）

E

与 e 等价，但以 E 表示 ×10^

浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）

f

定点数格式，默认精度（precision）是6

浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）

F

与 f 等价，但将 nan 和 inf 换成 NAN 和 INF

浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）

g

通用格式，小数用 f，大数用 e

浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）

G

与 G 等价，但小数用 F，大数用 E

浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）

%

百分比格式，数字自动乘上100后按 f 格式排版，并加 % 后缀

浮点数、整数（自动转换为浮点数）

num = 0.00236f"{num:.2%}"'0.24%'

 

6）时间格式

常用的特殊格式类型：标准库 datetime 给定的用于排版时间信息的格式类型，适用于 date、datetime 和 time 对象

格式描述符

含义

显示样例

%a

星期几（缩写）

'Sun'

%A

星期几（全名）

'Sunday'

%w

星期几（数字，0 是周日，6 是周六）

'0'

%u

星期几（数字，1 是周一，7 是周日）

'7'

%d

日（数字，以 0 补足两位）

'07'

%b

月（缩写）

'Aug'

%B

月（全名）

'August'

%m

月（数字，以 0 补足两位）

'08'

%y

年（后两位数字，以 0 补足两位）

'14'

%Y

年（完整数字，不补零）

'2014'

%H

小时（24小时制，以 0 补足两位）

'23'

%I

小时（12小时制，以 0 补足两位）

'11'

%p

上午/下午

'PM'

%M

分钟（以 0 补足两位）

'23'

%S

秒钟（以 0 补足两位）

'56'

%f

微秒（以 0 补足六位）

'553777'

%z

UTC偏移量（格式是 ±HHMM[SS]，未指定时区则返回空字符串）

'+1030'

%Z

时区名（未指定时区则返回空字符串）

'EST'

%j

一年中的第几天（以 0 补足三位）

'195'

%U

一年中的第几周（以全年首个周日后的星期为第0周，以 0 补足两位）

'27'

%w

一年中的第几周（以全年首个周一后的星期为第0周，以 0 补足两位）

'28'

%V

一年中的第几周（以全年首个包含1月4日的星期为第1周，以 0 补足两位）

'28'

import datetimee = datetime.datetime.today()edatetime.datetime(2021, 7, 14, 14, 47, 19, 823423)

f'the time is {e:%Y-%m-%d (%a) %H:%M:%S}'  'the time is 2021-07-14 (Wed) 14:47:19'

 

综合示例

# 左对齐，宽度10位，显示正号（+），定点数格式，2位小数
b = 1234.5678f'b is {b:<+10.2f}'    'b is +1234.57  '
 
 # 高位补零，宽度15位，十进制整数，使用,作为千分分割位
c = 12345678f'c is {c:015,d}'     'c is 000,012,345,678'

# 宽度30位，科学计数法，3位小数
d = 0.5 + 2.5jf'd is {d:30.3e}'      'd is           5.000e-01+2.500e+00j'

 

···  END  ···

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