字元串格式化

在編寫程式中經常需要動態輸出字元串。例如，我們通過程式計算電腦的記憶體利用率，然後輸出

10:15 電腦的記憶體利用率為30%

其中下劃線部分的內容會動態調整，需要根據執行結果進行填充，最終形成上述格式的字元串輸出。

這種功能就需要使用到字元串格式化操作，python中支援三種形式的字元串格式化：

  1. % 字元串格式化
  2. format方法字元串格式化
  3. f表達式

%字元串格式化

%字元串格式化繼承自C語言，其語法為：

格式字元串 % (值1,值2,...)

其中格式字元串中會使用%類型符號作為需要被替換的槽位。例如:

>>> '%s電腦的記憶體利用率為%s%%' % ('11:15'，75)
'11:15電腦的記憶體利用率為75%'

字元串'11.15'會替換格式字元串中的第一個槽位%s，整數75會替換格式字元串中的第二個槽位%s，因為%是槽位標誌，如果要輸出%本身需要通過它自己進行轉義，所以格式字元串中最後是%%，會輸出%。

注意需要替換的值要和格式字元串中的槽位數量一一對應，多了少了都會報錯。

你以為這就完了嗎？

槽位的完整格式為：

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

可以實現很多很強大的功能，具體選項和功能如下：

  • (name) 可選，用於選擇指定的key

  • flags 可選，可供選擇的值有，注意只有在和數值類型的typecode配合才起作用

    • +, 右對齊，正數前加正號，負數前加負號
    • -, 左對齊，正數前無符號，負數前加負號
    • 空格, 右對齊，正數前加空格，負數前加負號
    • 0, 右對齊，正數前無符號，複數前加負號；用0填充空白處

  • width，可選字元串輸出寬度

  • .precision 可選，小數點後保留位數，注意只有在和數值類型的typecode配合才起作用

  • typecode必選

    • s，獲取傳入對象的字元串形式，並將其格式化到指定位置
    • r，獲取傳入對象的__repr__方法的返回值，並將其格式化到指定位置
    • c，整數：將數字轉換成其unicode對應的值，10進位範圍為 0 <= i <= 1114111（py27則只支援0-255）；字元：將字元添加到指定位置
    • o，將整數轉換成 八 進位表示，並將其格式化到指定位置
    • x，將整數轉換成十六進位表示，並將其格式化到指定位置
    • d，將整數、浮點數轉換成 十 進位表示，並將其格式化到指定位置
    • e，將整數、浮點數轉換成科學計數法，並將其格式化到指定位置（小寫e）
    • E，將整數、浮點數轉換成科學計數法，並將其格式化到指定位置（大寫E）
    • f， 將整數、浮點數轉換成浮點數表示，並將其格式化到指定位置（默認保留小數點後6位）
    • F，同上
    • g，自動調整將整數、浮點數轉換成 浮點型或科學計數法表示（超過6位數用科學計數法），並將其格式化到指定位置（如果是科學計數則是e；）`
    • G，自動調整將整數、浮點數轉換成 浮點型或科學計數法表示（超過6位數用科學計數法），並將其格式化到指定位置（如果是科學計數則是E；）`
    • %，當字元串中存在格式化標誌時，需要用 %%表示一個百分號

是不是看著頭皮發麻，不用死記硬背，常用功能就那麼幾個，多練習幾遍自然就記住了。

一般情況下%運算符後面的值與槽位按位置一一對應，但如果%運算符後面接字典數據類型時，就需要通過（name）進行指定：

>>> %(time)s電腦的記憶體利用率為%(percent)s%%' % {'time':'11:15', 'percent': 75}
'11:15電腦的記憶體利用率為75%'

對齊選項flags和寬度選項width，以及數字類型d配合使用，可以輸出固定格式的數字。例如，輸出兩位數的月份

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

格式字元串中的0表示右對齊，正數前無符號，複數前加負號，用0填充空白處，

2表示寬度，所以個位數的月份的左邊會多一位空白位，並會被填充為0。

選項.precison和浮點數類型配合使用可以格式化指定數量的小數位。

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

不同進位的格式化

>>> '字元串%(key)s,十進位%(key)d,科學計數%(key)e,八進位%(key)o,16進位%(key)x,unicode字元%(key)c' % {'key': 65}
'字元串65,十進位65,科學計數6.500000e+01,八進位101,16進位41,unicode字元A'

format方法格式化

python中給字元串對象提供了一個format方法進行字元串格式化，功能比百分號格式化更強大，並且大力推薦，所以我們要首選使用。

其語法為：

格式字元串.format(參數)

在格式字元串中使用{}代替%類型符號作為槽位。

>>> '{}電腦的記憶體利用率為{}%'.format('11:15', 75)
'11:15電腦的記憶體利用率為75%'

默認情況下，format中的位置參數會按照位置與格式字元串中的槽位一一對應。

當format中的參數使用位置參數時，{}中可以填寫參數的整數索引和參數一一對應。

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

當format中的參數以關鍵字參數提供時，{}中需要填寫參數名和參數進行對應。

>>> '{time}電腦的記憶體利用率為{percent}%'.format(time='11:15', percent=75)
'11:15電腦的記憶體利用率為75%'

{}中除了填寫參數索引或參數名外，還可以填寫控制資訊來實現更多的格式化功能，語法如下：

{參數名或索引:格式控制標記}

其中格式控制標記的語法如下：

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

選項功能如下：

  • fill 【可選】空白處填充的字元

  • align 【可選】對齊方式（需配合width使用）

    • <，內容左對齊
    • >，內容右對齊(默認)
    • ＝，內容右對齊，將符號放置在填充字元的左側，且只對數字類型有效。 即使：符號+填充物+數字
    • ^，內容居中

  • sign 【可選】有無符號數字

    • +，正號加正，負號加負；
    • -，正號不變，負號加負；
    • 空格 ，正號空格，負號加負；

  • # 【可選】對於二進位、八進位、十六進位，如果加上#，會顯示 0b/0o/0x，否則不顯示

  • ， 【可選】為數字添加分隔符，如：1,000,000

  • width 【可選】格式化位所佔寬度

  • .precision 【可選】小數位保留精度

  • type 【可選】格式化類型

    • 傳入」 字元串類型 「的參數
      • s，格式化字元串類型數據
      • 空白，未指定類型，則默認是None，同s
    • 傳入「 整數類型 」的參數
      • b，將10進位整數自動轉換成2進位表示然後格式化
      • c，將10進位整數自動轉換為其對應的unicode字元
      • d，十進位整數
      • o，將10進位整數自動轉換成8進位表示然後格式化；
      • x，將10進位整數自動轉換成16進位表示然後格式化（小寫x）
      • X，將10進位整數自動轉換成16進位表示然後格式化（大寫X）
    • 傳入「 浮點型或小數類型 」的參數
      • e， 轉換為科學計數法（小寫e）表示，然後格式化；
      • E， 轉換為科學計數法（大寫E）表示，然後格式化;
      • f ， 轉換為浮點型（默認小數點後保留6位）表示，然後格式化；
      • F， 轉換為浮點型（默認小數點後保留6位）表示，然後格式化；
      • g， 自動在e和f中切換
      • G， 自動在E和F中切換
      • %，顯示百分比（默認顯示小數點後6位）

輸出兩位數的月份

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

其中0表示要填充的符號，>表示右對齊，2表示寬度。

保留兩位小數

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

百分比格式化

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

各種進位格式化

>>> '字元串{key},十進位{key:d},科學計數{key:e},八進位{key:o},16進位{key:x},unicode字元{key:c}'.format(key=65)
'字元串65,十進位65,科學計數6.500000e+01,八進位101,16進位41,unicode字元A'

f表達式

3.6版新功能：

格式字元串字面值或這位f-string是標註了f或F前綴的字元串字面值。這是官方文檔的中文翻譯。我把這種方式的格式化叫做f表達式，它比format方法更加的靈活。它的基本語法是：

f'{控制選項}'

其控制選項和format方法中的一致。

f字元串的槽位部分直接寫變數名，解釋器會自動講變數的值的字元串形式替換。

>>> item = '11:15'
>>> percent = 75
>>> f'{time}電腦的記憶體利用率為{percent}'
'11:15電腦的記憶體利用率為75%'

格式輸出兩位數的月份

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

保留兩位小數

>>> time = '11:15'
>>> percent = 0.75123
>>> f'{time}電腦的記憶體利用率為{percent:.2%}'
'11:15電腦的記憶體利用率為75.12%'

進位格式化

>>> key = 65
>>> f'字元串{key},十進位{key:d},科學計數{key:e},八進位{key:#o},16進位{key:x},unicode字元{key:c}'
'字元串65,十進位65,科學計數6.500000e+01,八進位0o101,16進位41,unicode字元A'

包含計算表達式的f字元串

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

包含函數的f字元串

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