Python字符串格式化：f-strings
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2021-07-19 11:05
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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 1f'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 1f"He said {"I'm Eric"}"^SyntaxError: invalid syntaxf'He said {"I'm Eric"}'File "<stdin>", line 1f'He said {"I'm Eric"}'^SyntaxError: invalid syntaxf"""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 backslashnewline = 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 ··· 推荐阅读： 一、Number（数字） 全面掌握Python基础，这一篇就够了，建议收藏 Python基础之数字（Number）超级详解 Python随机模块22个函数详解 Python数学math模块55个函数详解 二、String（字符串） Python字符串的45个方法详解 Pandas向量化字符串操作 Python字符串格式化问题：%、format()与f-strings 三、List（列表） 超级详解系列-Python列表全面解析 Python轻量级循环-列表推导式 四、Tuple（元组） Python的元组，没想象的那么简单 五、Set（集合） 全面理解Python集合，17个方法全解，看完就够了 六、Dictionary（字典） Python字典详解-超级完整版 七、内置函数 Python初学者必须吃透这69个内置函数！ 八、正则模块 Python正则表达式入门到入魔 笔记 | 史上最全的正则表达式 八、系统操作 Python之shutil模块11个常用函数详解 Python之OS模块39个常用函数详解 九、进阶模块 【万字长文详解】Python库collections，让你击败99%的Pythoner 高手如何在Python中使用collections模块 ↓扫描关注本号↓