英文：Miguel Brito，翻譯：Python開發(fā)者 / felixGuo26
在本文中，我將向你展示我認(rèn)為對(duì) Python 格式化字符串 f-string 來(lái)說(shuō)最重要的一些技巧。你會(huì)通過(guò)各種樣例學(xué)到多種格式化字符串的方法?？偟膩?lái)說(shuō)，就是你會(huì)看到73個(gè)關(guān)于如何完美應(yīng)用 f-string 的例子。
目錄一覽
1. f-string 是什么？
2. 用 python 做基本的文本格式化
3. f-string 局限性
4. 如何格式化表達(dá)式
5. 如何使用f-string調(diào)試你的代碼
6. 如何在不同進(jìn)制下格式化數(shù)字
7. 如何使用格式化字符串常量打印出對(duì)象
8. 如何在格式化字符串常量中設(shè)置浮點(diǎn)數(shù)精度
9. 如何將數(shù)字格式化為百分比
10. 如何調(diào)整或者增加f-string的填充
11. 如何轉(zhuǎn)義字符
12. 如何使字符串居中
13. 如何添加千位分隔符
13.1如何使用逗號(hào)作為千分位分隔符格式化數(shù)字
13.2如何使用逗號(hào)作為小數(shù)分隔符格式化數(shù)字
14.如何用科學(xué)計(jì)數(shù)法（指數(shù)計(jì)數(shù)法）格式化數(shù)字
15.在 f-string 中使用 if-else
16.如何在 f-string 中使用字典
17.如何用 f-string 拼接字符串
18.如何格式化 datetime 對(duì)象
19.如何改正 f-string 的無(wú)效語(yǔ)法錯(cuò)誤
20.如何在字符串前補(bǔ)零
21.如何編寫多行格式化字符串常量（怎樣應(yīng)對(duì)新行符號(hào)）
22.總結(jié)
1、python 中的 f-string 是什么？
在 Python 的歷史中，字符串格式化的發(fā)展源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。在 python 2.6 之前，想要格式化一個(gè)字符串，你只能使用 % 這個(gè)占位符，或者string.Template 模塊。不久之后，出現(xiàn)了更靈活更靠譜的字符串格式化方式： str.format 方法。
過(guò)去使用 % 做字符串格式化方式的代碼樣例：
>>> msg = 'hello world'>>> 'msg: %s' % msg'msg: hello world'用string.format的樣例：
>>> msg = 'hello world'>>> 'msg: {}'.format(msg)'msg: hello world'為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化格式化方法，Eric Smith 在2015年提交了 PEP 498 -- Literal String Interpolation 提案。
PEP 498 提出了一種新的字符串插值方法，該方法可以更簡(jiǎn)單便捷的使用 str.format 方法。你只需要在字符串開頭加上一個(gè)字母 f，形成 f”” 的格式就可以了。
使用f-string的樣例：
>>> msg = 'hello world'>>> f'msg: {msg}''msg: hello world'這就可以了！再也不需要用 string.format 或者 % 了。不過(guò) f-string 并不能完全替代 str.format。本文也將列舉出這兩者并不通用的情況。
2、基本的字符串格式化
如上文所述，使用f-string格式化字符串十分簡(jiǎn)單。唯一的要求就是給它一個(gè)有效的表達(dá)式。f-string 也可以用大寫F開頭或者與 r 原始字符串結(jié)合使用。但是你不能將其與 b”” 或者 ”u” 混用。
>>> book = 'The dog guide'>>> num_pages = 124>>> f'The book {book} has{num_pages} pages''The book The dog guide has 124 pages'>>> F'The book {book} has{num_pages} pages''The book The dog guide has 124 pages'>>> print(Fr'The book {book} has{num_pages} pages\n')The book The dog guide has 124 pages\n>>> print(FR'The book {book} has{num_pages} pages\n')The book The dog guide has 124 pages\n>>> print(f'The book {book} has{num_pages} pages\n')The book The dog guide has 124 pages
差不多就這些！下一節(jié)中，我會(huì)用一些例子向你展示一些你用f-string能做或不能做的事兒。
3、f-string 的限制
雖然f-string十分的便捷，但它并不能完全代替str.format。f-string在表達(dá)式出現(xiàn)的上下文中進(jìn)行求值計(jì)算。根據(jù)PEP498，這意味著該表達(dá)式可以獲取所有局部和全局變量。而且該表達(dá)式是在運(yùn)行時(shí)計(jì)算的表達(dá)式。如果在 { <expr> } 之中使用的表達(dá)式無(wú)法被計(jì)算，就會(huì)跳出如下異常。
>>> f'{name}'---------------------------------------------------------------------------NameError Traceback(most recent call last)<ipython-input-1-f0acc441190f> in<module>----> 1 f'{name}'NameError: name 'name' is not defined這對(duì) str.format 來(lái)說(shuō)就不是問(wèn)題，你可以提前定義一個(gè)模板字符串，并在之后調(diào)用.format方法時(shí)再傳遞上下文信息。
>>> s = '{name}'>>> s.format(name='Python')'Python'>>> print(s){name}另外還有個(gè)限制是，你不能在f-string中使用行內(nèi)注釋。
>>> f'My name is {name #name}!' File '<ipython-input-37-0ae1738dd871>', line 1 f'My name is {name #name}!' ^SyntaxError: f-string expression part cannot include '#'4、如何格式化一個(gè)表達(dá)式
如果不想定義變量，那你可以在大括號(hào)中使用常量。Python會(huì)計(jì)算該表達(dá)式并顯示最終計(jì)算結(jié)果。
>>> f'4 * 4 is {4 * 4}''4 * 4 is 16'或者你可以...
>>> n = 4
>>> f'4 * 4 is {n * n}''4 * 4 is 16'5、如何使用 f-string 來(lái)調(diào)試代碼
調(diào)試是f-string最常見的用途之一了。Python3.8 之前，很多人會(huì)用一種非常繁雜的hello = 42; f'hello = {hello}”來(lái)進(jìn)行調(diào)試。針對(duì)此Python3.8引入了一個(gè)新功能。你可以用 f'{hello=}' 重寫上面的代碼，而python會(huì)顯示hello=42。下面這個(gè)例子展示了在使用函數(shù)表達(dá)式時(shí)如何應(yīng)用該特性，其原理與上文代碼是一樣的。
>>> def magic_number():...: return 42...:>>> f'{magic_number() = }''magic_number() = 42'
6、如何格式化數(shù)字的不同進(jìn)制
f-string 還能在不同進(jìn)制下顯示數(shù)字。例如，你不需要通過(guò)b來(lái)對(duì)一個(gè)int進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化就可以顯示其二進(jìn)制結(jié)果。
>>> f'{7:b}''111'總結(jié)一下就是你可以用f-string來(lái)格式化：
· int 到二進(jìn)制
· int 到十六進(jìn)制
· int 到八進(jìn)制
· int 到十六進(jìn)制(所有符號(hào)大寫)
下面的例子使用縮進(jìn)功能和進(jìn)制格式化創(chuàng)建了一個(gè)表，可以顯示數(shù)字在不同進(jìn)制下的值。
>>> bases = {'b': 'bin','o': 'oct','x': 'hex','X': 'HEX','d': 'decimal'}>>> for n in range(1, 21):...: for base, desc in bases.items():...: print(f'{n:5{base}}', end=' ')...: print()1 1 1 1 110 2 2 2 211 3 3 3 3100 4 4 4 4101 5 5 5 5110 6 6 6 6111 7 7 7 71000 10 8 8 81001 11 9 9 91010 12 a A 101011 13 b B 111100 14 c C 121101 15 d D 131110 16 e E 141111 17 f F 1510000 20 10 10 1610001 21 11 11 1710010 22 12 12 1810011 23 13 13 1910100 24 14 14 20
7、如何用 f-string 打印對(duì)象
你可以用f-string打印自定義對(duì)象。默認(rèn)設(shè)置是，如果你向f-string表達(dá)式傳遞了一個(gè)對(duì)象，它將會(huì)顯示該對(duì)象 __str__ 方法的返回值。不過(guò)，你也可以用顯式轉(zhuǎn)換操作標(biāo)志來(lái)打印__repr__的值。
!r - 使用 repr() 將值轉(zhuǎn)化為文本.
!s - 使用 str() 將值轉(zhuǎn)化為文本.
>>> class Color: def __init__(self, r: float = 255, g: float = 255, b: float = 255): self.r = r self.g = g self.b = b
def __str__(self) -> str: return 'A RGB color'
def __repr__(self) -> str: return f'Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b})'
>>> c = Color(r=123, g=32, b=255)
# 如不加任何操作符, 會(huì)打印 __str__ 的值>>> f'{c}''A RGB color'
# 用`obj!r` 的話會(huì)打印 __repr__ 的值>>> f'{c!r}''Color(r=123, g=32, b=255)'
# 使用!s跟默認(rèn)值一樣>>> f'{c!s}''A RGB color'Python也允許通過(guò)定義不同類型使用__format__方法控制格式化結(jié)果，下面的例子會(huì)展示所有可能情況。
>>> class Color:def __init__(self, r: float = 255, g: float = 255, b: float = 255):self.r = rself.g = gself.b = bdef __str__(self) -> str:return 'A RGB color'def __repr__(self) -> str:return f'Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b})'>>> c = Color(r=123, g=32, b=255)# When no option is passed, the __str__ result is printed>>> f'{c}''A RGB color'# When `obj!r` is used, the __repr__ output is printed>>> f'{c!r}''Color(r=123, g=32, b=255)'# Same as the default>>> f'{c!s}''A RGB color'Python also allows us to control the formatting on a per-type basis through the __format__ method. The following example shows how you can do all of that.>>> class Color:def __init__(self, r: float = 255, g: float = 255, b: float = 255):self.r = rself.g = gself.b = bdef __str__(self) -> str:return 'A RGB color'def __repr__(self) -> str:return f'Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b})'def __format__(self, format_spec: str) -> str:if not format_spec or format_spec == 's':return str(self)if format_spec == 'r':return repr(self)if format_spec == 'v':return f'Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b}) - A nice RGB thing.'if format_spec == 'vv':return (f'Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b}) 'f'- A more verbose nice RGB thing.')if format_spec == 'vvv':return (f'Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b}) 'f'- A SUPER verbose nice RGB thing.')raise ValueError(f'Unknown format code '{format_spec}' ' 'for object of type 'Color'')>>> c = Color(r=123, g=32, b=255)>>> f'{c:v}''Color(r=123, g=32, b=255) - A nice RGB thing.'>>> f'{c:vv}''Color(r=123, g=32, b=255) - A more verbose nice RGB thing.'>>> f'{c:vvv}''Color(r=123, g=32, b=255) - A SUPER verbose nice RGB thing.'>>> f'{c}''A RGB color'>>> f'{c:s}''A RGB color'>>> f'{c:r}''Color(r=123, g=32, b=255)'>>> f'{c:j}'---------------------------------------------------------------------------ValueError Traceback (most recent call last)<ipython-input-20-1c0ee8dd74be> in <module>----> 1 f'{c:j}'<ipython-input-15-985c4992e957> in __format__(self, format_spec)29 f'- A SUPER verbose nice RGB thing.'30 )---> 31 raise ValueError(32 f'Unknown format code '{format_spec}' ' 'for object of type 'Color''33 )ValueError: Unknown format code 'j' for object of type 'Color'
最后，還有個(gè)用來(lái)轉(zhuǎn)義ASCII字符的a操作符。更多信息可參考:
docs.python.org/3/library/functions.html#as..
>>> utf_str = 'áei?u'
>>> f'{utf_str!a}'''\\xc1ei\\xf6u''8、如何用f-string設(shè)定浮點(diǎn)數(shù)精度
F-string可以像str.format那樣格式化浮點(diǎn)數(shù)。想要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，你需要加一個(gè) :（冒號(hào)）再加一個(gè) .（英文句號(hào)）然后跟著小數(shù)點(diǎn)位數(shù)最后以f結(jié)尾。
舉例來(lái)說(shuō)，你可以通過(guò)如下代碼打印一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)精確到百分位的近似值。
>>> num =4.123956>>> f'num rounded to 2 decimalpalces = {num:.2f}''num rounded to 2 decimal palces = 4.12’不加任何選項(xiàng)的話，則會(huì)打印浮點(diǎn)數(shù)本身的精確值。
>>> print(f'{num}')4.1239569、如何將一個(gè)數(shù)字格式化為百分?jǐn)?shù)
Python f-string方法有個(gè)非常便捷的實(shí)現(xiàn)格式化百分?jǐn)?shù)的操作方法。方法與浮點(diǎn)數(shù)格式化類似，但是要用%代替結(jié)尾的f。它會(huì)將原始數(shù)值乘以100并顯示成有百分符號(hào)的固定格式。精度一樣也是可以設(shè)定的。
>>> total = 87>>> true_pos = 34>>> perc = true_pos / total>>> perc0.39080459770114945>>> f'Percentage of true positive: {perc:%}''Percentage of true positive: 39.080460%'>>> f'Percentage of true positive: {perc:.2%}''Percentage of true positive: 39.08%'
10、如何調(diào)整或者增加 f-string 的填充
你可以便捷的通過(guò) < 或者 > 符號(hào)來(lái)調(diào)整字符串填充。
>>> greetings = 'hello'
>>> f'She says {greetings:>10}''She says hello'
# Pad 10 char to the right>>> f'{greetings:>10}'' hello'
>>> f'{greetings:<10}''hello '
# You can omit the < for left padding>>> f'{greetings:10}''hello '
>>> a = '1'>>> b = '21'>>> c = '321'>>> d = '4321'>>> print('\n'.join((f'{a:>10}', f'{b:>10}', f'{c:>10}', f'{d:>10}')))1213214321
11、如何轉(zhuǎn)義符號(hào)
如果你想想打印由大括號(hào)括起來(lái)的變量名稱，而不是該變量的值，那你需要雙層大括號(hào) {{<expr>}}。
>>> hello = 'world'
>>>f'{{hello}} = {hello}''{hello} = world'而如果你想轉(zhuǎn)義雙引號(hào)，就需要在引號(hào)前用反斜線 \ 做標(biāo)記。
>>>f'{hello} = \'hello\'''world = 'hello''12、如何使字符串居中
想要實(shí)現(xiàn)字符串居中，可以通過(guò) var:^N 的方式。其中var是你想要打印的變量，N是字符串長(zhǎng)度。如果N小于var的長(zhǎng)度，會(huì)打印全部字符串。
>>> hello = 'world'>>>f'{hello:^11}'
' world '>>>f'{hello:*^11}''***world***'
# Extra padding is added to the right>>>f'{hello:*^10}''**world***'
# N shorter than len(hello)>>>f'{hello:^2}''world'13、如何格式化千分位
F-string也允許我們自定義數(shù)字顯示的格式。有個(gè)非常普遍的需求就是把數(shù)字以每3位為一個(gè)間隔使用下劃線進(jìn)行分隔。
>>> big_num = 1234567890>>> f'{big_num:_}''1_234_567_890'
13.1 如何使用逗號(hào)千分位分隔符數(shù)字
實(shí)際上，你可以隨便用任何符號(hào)做千分位分隔符。所以用逗號(hào)做分隔符也完全沒(méi)問(wèn)題。
>>> big_num = 1234567890
>>> f'{big_num:,}''1,234,567,890'甚至可以一次性同時(shí)搞定既有千分位分隔符又有精度設(shè)定的浮點(diǎn)數(shù)。
>>> num =2343552.6516251625>>> f'{num:,.3f}'‘2,343,552.652'13.2 如何用空格做千分位分隔符
用空格也可以嗎？
好吧，這個(gè)問(wèn)題是挺棘手，不過(guò)也能實(shí)現(xiàn)。你可以用逗號(hào)做分隔符之后再用空格替換逗號(hào)。
>>> big_num = 1234567890
>>> f'{big_num:,}'.replace(',',' ')'1 234 567 890'還有個(gè)方法是設(shè)定你的本地語(yǔ)言環(huán)境，換成一個(gè)用空格作千位分隔符的環(huán)境比如pl_PL（波蘭語(yǔ)環(huán)境）。更多信息可參考這個(gè)Stack Overflow鏈接：
https://stackoverflow.com/a/17484665
14、如何用科學(xué)計(jì)數(shù)法（指數(shù)計(jì)數(shù)法）顯示一個(gè)數(shù)字
可以用 e 或者 E 字符來(lái)格式化。
>>> num =2343552.6516251625>>>f'{num:e}''2.343553e+06'>>> f'{num:E}''2.343553E+06'>>> f'{num:.2e}''2.34e+06'>>> f'{num:.4E}''2.3436E+06'
15、在 f-string 中使用 if-else
F-string也能計(jì)算稍微復(fù)雜的運(yùn)算式，比如if/else
>>> a = 'this is a'>>> b = 'this is b'
>>> f'{a if 10 > 5 else b}''this is a'
>>> f'{a if 10 < 5 else b}''this is b'16、如何在 f-string 中使用字典
你可以在f-string中使用字典。唯一的要求是引起整個(gè)字符串的引號(hào)要跟內(nèi)部的引號(hào)不一樣。
>>>color = {'R': 123, 'G': 145, 'B': 255}>>> f'{color['R']}''123'>>> f'{color['R']}'‘’123'此處有誤啊應(yīng)該是‘123’吧>>> f'RGB = ({color['R']},{color['G']}, {color['B']})''RGB = (123, 145, 255)’
17、如何用 f-string 拼接字符串
合并f-string與普通字符串拼接一樣，可以隱式的直接拼接，或者顯式地用加號(hào) +，或者使用 str.join 方法。
# 隱式字符串拼接>>> f'{123}' ' = 'f'{100}' ' + ' f'{20}' ' + 'f'{3}''123 = 100 + 20 + 3'
# 使用加號(hào) + 的顯式字符串拼接>>> f'{12}' + ' != '+ f'{13}''12 != 13'
# 使用str.join的字符串拼接>>> ''.join((f'{13}', f'{45}'))'13 45'
>>>'#'.join((f'{13}', f'{45}'))'13#45'18、如何格式化 datetime 對(duì)象
F-string也支持datetime對(duì)象的格式化。其過(guò)程與str.format格式化日期的方法很近似。請(qǐng)查閱官方文檔中的表格獲取更多所支持格式的相關(guān)信息。
>>> import datetime>>> now = datetime.datetime.now()>>> ten_days_ago = now -datetime.timedelta(days=10)>>> f'{ten_days_ago:%Y-%m-%d %H:%M:%S}''2020-10-13 20:24:17'>>> f'{now:%Y-%m-%d %H:%M:%S}''2020-10-23 20:24:17'
19、如何修復(fù)f-string的非法格式錯(cuò)誤
如果用的不對(duì)，f-string會(huì)報(bào)格式錯(cuò)誤。最常見的錯(cuò)誤就是雙引號(hào)里面套雙引號(hào)。單引號(hào)也會(huì)引發(fā)相同錯(cuò)誤。
>>>color = {'R': 123, 'G': 145, 'B': 255}
>>> f'{color['R']}' File'<ipython-input-43-1a7f5d512400>', line 1 f'{color['R']}' ^SyntaxError: f-string: unmatched '['
>>> f'{color['R']}' File'<ipython-input-44-3499a4e3120c>', line 1 f'{color['R']}' ^SyntaxError: f-string: unmatched '['還有個(gè)常見錯(cuò)誤是在舊版本python中用f-string。python3.6才引入了f-string。如果你在之前版本中使用這個(gè)方法，解釋器會(huì)報(bào)格式錯(cuò)誤 SyntaxError: invalid syntax。
>>> f'this is an old version'File'<stdin>', line 1f'this is an old version'SyntaxError: invalid syntax
看到這個(gè)錯(cuò)誤的話，先確定當(dāng)前使用的python版本。我檢查的方法是在python2.7下通過(guò)調(diào)用sys.version來(lái)獲取版本號(hào)。
>>> import sys;print(sys.version)2.7.18 (default, Apr 202020, 19:27:10)[GCC 8.3.0]20、如何在字符串前補(bǔ)零
可以用{expr:0len} 這個(gè)方法來(lái)進(jìn)行字符串補(bǔ)零。len是最終返回字符串的長(zhǎng)度。還可以增加一個(gè)正負(fù)號(hào)標(biāo)記。在這種情況下，用+則無(wú)論數(shù)值為正負(fù)數(shù)都將顯示相應(yīng)正負(fù)號(hào)。用-則只有當(dāng)數(shù)值為負(fù)數(shù)時(shí)才顯示負(fù)號(hào)，默認(rèn)設(shè)定也是如此。更多信息可參考該鏈接
https://docs.python.org/3/library/string.html#format-specification-mini-language
>>> num = 42>>> f'{num:05}''00042'>>> f'{num:+010}''+000000042'>>> f'{num:-010}''0000000042'>>> f'{num:010}''0000000042'>>> num = -42>>> f'{num:+010}''-000000042'>>> f'{num:010}''-000000042'>>> f'{num:-010}''-000000042'
21、如何處理多行f-string（換行符的處理）
你可以用換行符\n來(lái)打印多行文本。
>>> multi_line = (f'R: {color['R']}\nG: {color['G']}\nB: {color['B' ...: ]}\n')
>>> multi_line'R: 123\nG: 145\nB: 255\n'
>>> print(multi_line)R: 123G: 145B: 255還可以用三引號(hào)實(shí)現(xiàn)多行字符串。這樣不單能增加換行符，還能有Tab。
>>> other = f'''R:{color['R']}...: G:{color['G']}...: B:{color['B']}...:'''>>> print(other)R: 123G: 145B: 255
用 Tab 的代碼樣例
>>> other = f''' ...:this is an example ...: ...:^Iof color {color['R']} ...: ...: '''
>>> other
'\nthis is an example\n\n\tof color 123\n \n'
>>> print(other)this is an example of color123
>>>22、結(jié)論
本文就這些！希望大家學(xué)到了一些新奇而實(shí)用的知識(shí)。知道了如何充分利用 f-string 絕對(duì)可以讓生活變得更美好。
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