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字符串格式化

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在编写程序中经常需要动态输出字符串。例如，我们通过程序计算计算机的内存利用率，然后输出

10:15 计算机的内存利用率为30%

其中下划线部分的内容会动态调整，需要根据执行结果进行填充，最终形成上述格式的字符串输出。

这种功能就需要使用到字符串格式化操作，python中支持三种形式的字符串格式化：

  1. % 字符串格式化
  2. format方法字符串格式化
  3. f表达式

%字符串格式化

%字符串格式化继承自C语言，其语法为：

格式字符串 % (值1,值2,...)

其中格式字符串中会使用%类型符号作为需要被替换的槽位。例如:

>>> '%s计算机的内存利用率为%s%%' % ('11:15'，75)
'11:15计算机的内存利用率为75%'

字符串'11.15'会替换格式字符串中的第一个槽位%s，整数75会替换格式字符串中的第二个槽位%s，因为%是槽位标志，如果要输出%本身需要通过它自己进行转义，所以格式字符串中最后是%%，会输出%。

注意需要替换的值要和格式字符串中的槽位数量一一对应，多了少了都会报错。

你以为这就完了吗？

槽位的完整格式为：

%[(name)][flags][width][.precision]typecode

可以实现很多很强大的功能，具体选项和功能如下：

  • (name) 可选，用于选择指定的key

  • flags 可选，可供选择的值有，注意只有在和数值类型的typecode配合才起作用

    • +, 右对齐，正数前加正号，负数前加负号
    • -, 左对齐，正数前无符号，负数前加负号
    • 空格, 右对齐，正数前加空格，负数前加负号
    • 0, 右对齐，正数前无符号，复数前加负号；用0填充空白处

  • width，可选字符串输出宽度

  • .precision 可选，小数点后保留位数，注意只有在和数值类型的typecode配合才起作用

  • typecode必选

    • s，获取传入对象的字符串形式，并将其格式化到指定位置
    • r，获取传入对象的__repr__方法的返回值，并将其格式化到指定位置
    • c，整数：将数字转换成其unicode对应的值，10进制范围为 0 <= i <= 1114111（py27则只支持0-255）；字符：将字符添加到指定位置
    • o，将整数转换成 八 进制表示，并将其格式化到指定位置
    • x，将整数转换成十六进制表示，并将其格式化到指定位置
    • d，将整数、浮点数转换成 十 进制表示，并将其格式化到指定位置
    • e，将整数、浮点数转换成科学计数法，并将其格式化到指定位置（小写e）
    • E，将整数、浮点数转换成科学计数法，并将其格式化到指定位置（大写E）
    • f， 将整数、浮点数转换成浮点数表示，并将其格式化到指定位置（默认保留小数点后6位）
    • F，同上
    • g，自动调整将整数、浮点数转换成 浮点型或科学计数法表示（超过6位数用科学计数法），并将其格式化到指定位置（如果是科学计数则是e；）`
    • G，自动调整将整数、浮点数转换成 浮点型或科学计数法表示（超过6位数用科学计数法），并将其格式化到指定位置（如果是科学计数则是E；）`
    • %，当字符串中存在格式化标志时，需要用 %%表示一个百分号

是不是看着头皮发麻，不用死记硬背，常用功能就那么几个，多练习几遍自然就记住了。

一般情况下%运算符后面的值与槽位按位置一一对应，但如果%运算符后面接字典数据类型时，就需要通过（name）进行指定：

>>> %(time)s计算机的内存利用率为%(percent)s%%' % {'time':'11:15', 'percent': 75}
'11:15计算机的内存利用率为75%'

对齐选项flags和宽度选项width，以及数字类型d配合使用，可以输出固定格式的数字。例如，输出两位数的月份

>>> '%02d' % 8
'08'
>>> '%02d' % 9
'09'
>>> '%02d' % 10
10

格式字符串中的0表示右对齐，正数前无符号，复数前加负号，用0填充空白处，

2表示宽度，所以个位数的月份的左边会多一位空白位，并会被填充为0。

选项.precison和浮点数类型配合使用可以格式化指定数量的小数位。

>>> '%.2f' % 75.125
'75.12'

不同进制的格式化

>>> '字符串%(key)s,十进制%(key)d,科学计数%(key)e,八进制%(key)o,16进制%(key)x,unicode字符%(key)c' % {'key': 65}
'字符串65,十进制65,科学计数6.500000e+01,八进制101,16进制41,unicode字符A'

format方法格式化

python中给字符串对象提供了一个format方法进行字符串格式化，功能比百分号格式化更强大，并且大力推荐，所以我们要首选使用。

其语法为：

格式字符串.format(参数)

在格式字符串中使用{}代替%类型符号作为槽位。

>>> '{}计算机的内存利用率为{}%'.format('11:15', 75)
'11:15计算机的内存利用率为75%'

默认情况下，format中的位置参数会按照位置与格式字符串中的槽位一一对应。

当format中的参数使用位置参数时，{}中可以填写参数的整数索引和参数一一对应。

>>> '{2}{0}{1}'.format(1,2,3)
'312'

当format中的参数以关键字参数提供时，{}中需要填写参数名和参数进行对应。

>>> '{time}计算机的内存利用率为{percent}%'.format(time='11:15', percent=75)
'11:15计算机的内存利用率为75%'

{}中除了填写参数索引或参数名外，还可以填写控制信息来实现更多的格式化功能，语法如下：

{参数名或索引:格式控制标记}

其中格式控制标记的语法如下：

[fill][align][sign][#][0][width][,][.precision][type]

选项功能如下：

  • fill 【可选】空白处填充的字符

  • align 【可选】对齐方式（需配合width使用）

    • <，内容左对齐
    • >，内容右对齐(默认)
    • ＝，内容右对齐，将符号放置在填充字符的左侧，且只对数字类型有效。 即使：符号+填充物+数字
    • ^，内容居中

  • sign 【可选】有无符号数字

    • +，正号加正，负号加负；
    • -，正号不变，负号加负；
    • 空格 ，正号空格，负号加负；

  • # 【可选】对于二进制、八进制、十六进制，如果加上#，会显示 0b/0o/0x，否则不显示

  • ， 【可选】为数字添加分隔符，如：1,000,000

  • width 【可选】格式化位所占宽度

  • .precision 【可选】小数位保留精度

  • type 【可选】格式化类型

    • 传入” 字符串类型 “的参数
      • s，格式化字符串类型数据
      • 空白，未指定类型，则默认是None，同s
    • 传入“ 整数类型 ”的参数
      • b，将10进制整数自动转换成2进制表示然后格式化
      • c，将10进制整数自动转换为其对应的unicode字符
      • d，十进制整数
      • o，将10进制整数自动转换成8进制表示然后格式化；
      • x，将10进制整数自动转换成16进制表示然后格式化（小写x）
      • X，将10进制整数自动转换成16进制表示然后格式化（大写X）
    • 传入“ 浮点型或小数类型 ”的参数
      • e， 转换为科学计数法（小写e）表示，然后格式化；
      • E， 转换为科学计数法（大写E）表示，然后格式化;
      • f ， 转换为浮点型（默认小数点后保留6位）表示，然后格式化；
      • F， 转换为浮点型（默认小数点后保留6位）表示，然后格式化；
      • g， 自动在e和f中切换
      • G， 自动在E和F中切换
      • %，显示百分比（默认显示小数点后6位）

输出两位数的月份

>>> '{:0>2}'.format(8)
'08'

其中0表示要填充的符号，>表示右对齐，2表示宽度。

保留两位小数

>>> '{:.2f}'.format(0.75123)
'0.7512'

百分比格式化

>>> '{:.2%}'.format(0.75123)
'75.12%'

各种进制格式化

>>> '字符串{key},十进制{key:d},科学计数{key:e},八进制{key:o},16进制{key:x},unicode字符{key:c}'.format(key=65)
'字符串65,十进制65,科学计数6.500000e+01,八进制101,16进制41,unicode字符A'

f表达式

3.6版新功能：

格式字符串字面值或这位f-string是标注了f或F前缀的字符串字面值。这是官方文档的中文翻译。我把这种方式的格式化叫做f表达式，它比format方法更加的灵活。它的基本语法是：

f'{控制选项}'

其控制选项和format方法中的一致。

f字符串的槽位部分直接写变量名，解释器会自动讲变量的值的字符串形式替换。

>>> item = '11:15'
>>> percent = 75
>>> f'{time}计算机的内存利用率为{percent}'
'11:15计算机的内存利用率为75%'

格式输出两位数的月份

>>> month = 8
>>> f'{month:0>2}'
'08'

保留两位小数

>>> time = '11:15'
>>> percent = 0.75123
>>> f'{time}计算机的内存利用率为{percent:.2%}'
'11:15计算机的内存利用率为75.12%'

进制格式化

>>> key = 65
>>> f'字符串{key},十进制{key:d},科学计数{key:e},八进制{key:#o},16进制{key:x},unicode字符{key:c}'
'字符串65,十进制65,科学计数6.500000e+01,八进制0o101,16进制41,unicode字符A'

包含计算表达式的f字符串

>>> num = -1
>>> f'{num+1=}'
'num+1=0'
>>> f'{num+2}'
'1'
>>> s = 'abcd'
>>> f'{s[::-1]=}'
"s[::-1]='dcba'"

包含函数的f字符串

>>> num = -1
>>> f'{abs(num)=}'
'abs(num)=1'
>>> f'{abs(num)}'
'1'

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