字符串格式化相當於字符串模板。也就是說,如果一個字符串有一部分是固定的,而另一部分是動態變化的,那么就可以將固定的部分做成模板,然后那些動態變化的部分使用字符串格式化操作符(%) 替換。如一句問候語:“Hello 李寧”,其中“Hello”是固定的,但“李寧”可能變成任何一個人的名字,如“喬布斯”,所以在這個字符串中,“Hello”是固定的部分,而“李寧”是動態變化的部分,因此,需要用“%”操作符替換“李寧”,這樣就形成了一個模板。
Hello %s
上面的代碼中,“%”后面的s是什么呢?其實字符串格式化操作符后面需要跟着動態值的數據類型,以及更細節的格式(如對於浮點數來說,小數點后要保留幾位),這里的“%s”表示動態部分要被替換成字符串類型的值。如果在字符串模板中有多個要被替換的部分,需要按順序用“%”表示,然后在格式化字符串時,傳入的值也要符合這個順序。下面的代碼演示了格式化字符串的基本用法。
formatStr = "Hello %s. Today is %s, Are there any activities today?" # 初始化字符串格式化參數值,此處必須使用元組,不能使用列表 values = ('Mike', 'Wednesday') # 格式化字符串 print(formatStr % values)
運行結果如下圖所示:

從上面的代碼可以看出,不僅在為字符串模板指定格式化參數時要使用百分號(%),在格式化字符串時,也要像取模一樣使用“%”操作符。還有就是指定字符串格式化參數值要使用元組,在這里不能使用列表。
1. 模板字符串
在string模塊中提供了一個用於格式化字符串的Template類,該類的功能是用同一個值替換所有相同的格式化參數。Template類的格式化參數用美元符號($)開頭,后面跟着格式化參數名稱,相當於變量名。在格式化時,需要使用Template類的substitute方法,該方法用於指定格式化參數對應的值。
from string import Template template = Template("$s $s $s ") template.substitute(s = "Hello")
在上面的代碼中,通過Template類的構造方法傳入了一個格式化字符串,在這個格式化字符串中包含了3個“$s”,然后調用了substitute方法格式化這個字符串,該方法指定了s參數值為“Hello”,最后的替換結果是“Hello Hello Hello”,也就是說,在格式化字符串中,有多少個“$s”,就替換多少個“$s”。下面的代碼完整地演示了如何使用Template類格式化字符串。
# 引用string模塊中的Template類 from string import Template template1 = Template("$s是我最喜歡的編程語言, $s非常容易學習,而且功能強大") # 指定格式化參數s的值是Python print(template1.substitute(s='Python')) # 當格式化參數是一個字符串的一部分時,為了和字符串的其他部分區分開, # 需要用一對大括號將格式化參數變量括起來 template2 = Template("${s}stitute") print(template2.substitute(s='sub')) template3 = Template("$dollar$$相當於多少$pounds") # 替換兩個格式化參數變量 print(template3.substitute(dollar=20,pounds='英磅')) template4 = Template("$dollar$$相當於多少$pounds") data = {} data['dollar'] = 100 data['pounds'] = '英磅' # 使用字典指定格式化參數值 print(template4.substitute(data))
運行結果如下圖所示:


2. 字符串的format方法
字符串本身也有一個format方法用於格式化當前的字符串。這個format方法和前面講的格式化操作符(%)不太一樣。字符串格式化參數並不是用百分號(%)表示,而是用一對大括號({}),而且支持按順序指定格式化參數值和關鍵字格式化參數。例如,下面的代碼通過format方法按順序為格式化字符串指定了參數值。
print("{} {} {}".format(1,2,3)) # 運行結果:1 2 3
我們可以看到,上面的代碼在字符串中指定了3對空的大括號,這代表3個格式化參數,不需要指定數據類型,可以向其傳遞Python語言支持的任何值。通過format方法傳入3個值(1,2,3),這3個值會按順序替換格式化字符串中的3對空的大括號。
命名格式化參數是指在一對大括號中指定一個名稱,然后調用format方法時也要指定這個名稱。
print("{a} {b} {c}".format(a = 1,c = 2,b = 3)) # 運行結果:1 3 2
上面的代碼在3對大括號中分別添加了“a”、“b”、“c”。通過format方法指定了這3個關鍵字參數的值。我們可以看到,並沒有按順序指定關鍵字參數的值。這也是使用關鍵字參數的好處,只要名字正確,fomat參數的順序可以任意指定。當然,順序方式和關鍵字參數方式可以混合使用,而且還可以指定順序方式中格式化參數從format方法提取參數值的順序,甚至可以取format方法參數值的一部分。
3. 更進一步控制字符串格式化參數
format方法的功能遠不止這些,在一對大括號中添加一些字符串格式化類型符,可以對格式化字符串進行更多的控制。例如,下面的代碼會將一個字符串類型的格式化參數值按原樣輸出、通過repr函數輸出,以及輸出其Unicode編碼。
print("{first!s} {first!r} {first!a}".format(first = "中"))
執行這行代碼,會輸出如下的結果。
中 '中' '\u4e2d'
除此之外,format方法還支持很多其他的控制符,例如,可以將整數按浮點數輸出,也可以將十進制數按二進制、八進制、十六進制格式輸出。下面的代碼為我們演示了如何使用這些控制符格式化字符串。
# 運行結果:原樣輸出:中 調用repr函數:'中' 輸出Unicode編碼:'\u4e2d' print("原樣輸出:{first!s} 調用repr函數:{first!r} 輸出Unicode編碼:{first!a}".format(first = "中")) # 將21按浮點數輸出,運行結果:整數:21 浮點數:21.000000 print("整數:{num} 浮點數:{num:f}".format(num = 21)) # 將56按十進制、二進制、八進制和十六進制格式輸出 # 運行結果:十進制:56 二進制:111000 八進制:70 十六進制:38 print("十進制:{num} 二進制:{num:b} 八進制:{num:o} 十六進制:{num:x}".format(num = 56)) # 將533按科學計數法格式輸出,運行結果:科學計數法:5.330000e+02 print("科學計數法:{num:e}".format(num = 533)) # 將0.56按百分比格式輸出,運行結果:百分比:56.000000% print("百分比:{num:%}".format(num = 0.56))
運行結果如下圖所示。

4. 字段寬度、精度和千位分隔符
在前面講到使用format方法可以讓待格式化的值左側或右側補空格,不過這種填空格的效果看上去並不美觀,而且一般的用戶也分不清前面或后面到底有多少個空格。所以最合適的方式就是在值的前面或后面補0。例如,如果寫一本書,章節超過了10章,為了讓每一章的序號長度都一樣,可以使用01、02、03、…、11、12這樣的格式。對於10以后的章節,按原樣輸出即可。不過對於10以下的章節,就需要在數字前面補一個0了。要實現這個功能,就需要使用{chapter:02.0f}來格式化章節序號。其中chapter是格式化參數,第一個0表示如果位數不足;前面要補0,2表示整數部分是2位數字;第2個0表示小數部分被忽略;f表示以浮點數形式格式化chapter指定的值。
# 運行結果:第04章 print("第{chapter:02.0f}章".format(chapter = 4));
如果想用format方法控制值的左、中、右對齊,可以分別使用“<”,“^”和“>”。
# 讓1、2、3分別以左對齊、中對齊和右對齊方式顯示 print('{:<10.2f}\n{:^10.2f}\n{:>10.2f}'.format(1,2,3))
不管是哪種方式對齊(左、中、右),在很多情況下,值的總長度要比指定寬度小,在默認情況下,不足的位要補空格,但我們也可以通過在“<”、“^”和“>”前面加符號,讓這些不足的位用這些符號替代空格補齊。
# “井號”在寬度為20的區域內中心對齊,並左右兩側添加若干個井號(#),兩側各添加8個井號 # 運行結果:######## 井號 ######## print("{:#^20}".format(" 井號 "))
對於需要在前面顯示負號的數值,如-3、-5。可以通過在等號(=)前面加上字符,以便在負號和數值之間加上特殊符號。
# 在5.43和負號(-)之間顯示“^”,運行結果:-^^^^^5.43 print("{0:^=10.2f}".format(-5.43))
最后讓我們來討論一下進制轉換。如果將10進制分別轉換為二進制、八進制和十六進制的數,需要分別使用“b”、“o”和“x”類型符。如下面的代碼將43轉換為二進制的數。
# 運行結果:101011 print("{:b}".format(43))
5. f字符串
在新版的Python中,提供了一種f字符串。也就是在字符串之前加一個f,這樣在字符串中就可以直接使用外部變量了,只不過變量要使用一對大括號括起來。代碼如下:
name = 'Bill' age = 30 print(f'姓名:{name}, 年齡:{age}')
要獲得Python格式化字符串的完整源代碼,可以關注”極客起源“公眾號,並輸入777412來獲得相關資源。

