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英文：Miguel Brito，翻譯：Python開發(fā)者 / felixGuo26

在本文中，我將向你展示我認為對 Python 格式化字符串 f-string 來說最重要的一些技巧。你會通過各種樣例學到多種格式化字符串的方法?？偟膩碚f，就是你會看到73個關(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. 如何格式化表達式

5. 如何使用f-string調(diào)試你的代碼

6. 如何在不同進制下格式化數(shù)字

7. 如何使用格式化字符串常量打印出對象

8. 如何在格式化字符串常量中設(shè)置浮點數(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如何使用逗號作為千分位分隔符格式化數(shù)字

13.2如何使用逗號作為小數(shù)分隔符格式化數(shù)字

14.如何用科學計數(shù)法（指數(shù)計數(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 對象

19.如何改正 f-string 的無效語法錯誤

20.如何在字符串前補零

21.如何編寫多行格式化字符串常量（怎樣應(yīng)對新行符號）

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)展源遠流長。在 python 2.6 之前，想要格式化一個字符串，你只能使用 % 這個占位符，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'

為了進一步簡化格式化方法，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，該方法可以更簡單便捷的使用 str.format 方法。你只需要在字符串開頭加上一個字母 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 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單。唯一的要求就是給它一個有效的表達式。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在表達式出現(xiàn)的上下文中進行求值計算。根據(jù)PEP498，這意味著該表達式可以獲取所有局部和全局變量。而且該表達式是在運行時計算的表達式。如果在 { <expr> } 之中使用的表達式無法被計算，就會跳出如下異常。

>>> 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 str.format 來說就不是問題，你可以提前定義一個模板字符串，并在之后調(diào)用.format方法時再傳遞上下文信息。

>>> s = "{name}">>> s.format(name="Python")'Python'>>> print(s){name}

另外還有個限制是，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、如何格式化一個表達式

如果不想定義變量，那你可以在大括號中使用常量。Python會計算該表達式并顯示最終計算結(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，很多人會用一種非常繁雜的hello = 42; f"hello = {hello}”來進行調(diào)試。針對此Python3.8引入了一個新功能。你可以用 f"{hello=}" 重寫上面的代碼，而python會顯示hello=42。下面這個例子展示了在使用函數(shù)表達式時如何應(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)字的不同進制

f-string 還能在不同進制下顯示數(shù)字。例如，你不需要通過b來對一個int進行格式轉(zhuǎn)化就可以顯示其二進制結(jié)果。

>>> f'{7:b}''111'

總結(jié)一下就是你可以用f-string來格式化：

? int 到二進制

? int 到十六進制

? int 到八進制

? int 到十六進制(所有符號大寫)

下面的例子使用縮進功能和進制格式化創(chuàng)建了一個表，可以顯示數(shù)字在不同進制下的值。

>>> 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     1    10     2     2     2     2    11     3     3     3     3   100     4     4     4     4   101     5     5     5     5   110     6     6     6     6   111     7     7     7     7  1000    10     8     8     8  1001    11     9     9     9  1010    12     a     A    10  1011    13     b     B    11  1100    14     c     C    12  1101    15     d     D    13  1110    16     e     E    14  1111    17     f     F    15 10000    20    10    10    16 10001    21    11    11    17 10010    22    12    12    18 10011    23    13    13    19 10100    24    14    14    20

7、如何用 f-string 打印對象

你可以用f-string打印自定義對象。默認設(shè)置是，如果你向f-string表達式傳遞了一個對象，它將會顯示該對象 __str__ 方法的返回值。不過，你也可以用顯式轉(zhuǎn)換操作標志來打印__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, 會打印 __str__ 的值>>> f"{c}"'A RGB color'
# 用`obj!r` 的話會打印 __repr__ 的值>>> f"{c!r}"'Color(r=123, g=32, b=255)'
# 使用!s跟默認值一樣>>> f"{c!s}"'A RGB color'

Python也允許通過定義不同類型使用__format__方法控制格式化結(jié)果，下面的例子會展示所有可能情況。

>>> 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)
# 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 = 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})"
    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，還有個用來轉(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)定浮點數(shù)精度

F-string可以像str.format那樣格式化浮點數(shù)。想要實現(xiàn)這一點，你需要加一個 :（冒號）再加一個 .（英文句號）然后跟著小數(shù)點位數(shù)最后以f結(jié)尾。

舉例來說，你可以通過如下代碼打印一個浮點數(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’

不加任何選項的話，則會打印浮點數(shù)本身的精確值。

>>> print(f'{num}')4.123956

9、如何將一個數(shù)字格式化為百分數(shù)

Python f-string方法有個非常便捷的實現(xiàn)格式化百分數(shù)的操作方法。方法與浮點數(shù)格式化類似，但是要用%代替結(jié)尾的f。它會將原始數(shù)值乘以100并顯示成有百分符號的固定格式。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 < 或者 > 符號來調(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}")))         1        21       321      4321

11、如何轉(zhuǎn)義符號

如果你想想打印由大括號括起來的變量名稱，而不是該變量的值，那你需要雙層大括號 {{<expr>}}。

>>> hello = "world"
>>>f"{{hello}} = {hello}"'{hello} = world'

而如果你想轉(zhuǎn)義雙引號，就需要在引號前用反斜線 \ 做標記。

>>>f"{hello} = \"hello\""'world = "hello"'

12、如何使字符串居中

想要實現(xiàn)字符串居中，可以通過 var:^N 的方式。其中var是你想要打印的變量，N是字符串長度。如果N小于var的長度，會打印全部字符串。

>>> 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。有個非常普遍的需求就是把數(shù)字以每3位為一個間隔使用下劃線進行分隔。

>>> big_num = 1234567890
>>> f"{big_num:_}"'1_234_567_890'

13.1 如何使用逗號千分位分隔符數(shù)字

實際上，你可以隨便用任何符號做千分位分隔符。所以用逗號做分隔符也完全沒問題。

>>> big_num = 1234567890
>>> f"{big_num:,}"'1,234,567,890'

甚至可以一次性同時搞定既有千分位分隔符又有精度設(shè)定的浮點數(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，這個問題是挺棘手，不過也能實現(xiàn)。你可以用逗號做分隔符之后再用空格替換逗號。

>>> big_num = 1234567890
>>> f"{big_num:,}".replace(',',' ')'1 234 567 890'

還有個方法是設(shè)定你的本地語言環(huán)境，換成一個用空格作千位分隔符的環(huán)境比如pl_PL（波蘭語環(huán)境）。更多信息可參考這個Stack Overflow鏈接：

https://stackoverflow.com/a/17484665

14、如何用科學計數(shù)法（指數(shù)計數(shù)法）顯示一個數(shù)字

可以用 e 或者 E 字符來格式化。

>>> 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也能計算稍微復雜的運算式，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字符串的引號要跟內(nèi)部的引號不一樣。

>>>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 +，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 + 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 對象

F-string也支持datetime對象的格式化。其過程與str.format格式化日期的方法很近似。請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f-string的非法格式錯誤

如果用的不對，f-string會報格式錯誤。最常見的錯誤就是雙引號里面套雙引號。單引號也會引發(fā)相同錯誤。

>>>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 '['

還有個常見錯誤是在舊版本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方法，解釋器會報格式錯誤 SyntaxError: invalid syntax。

>>> f"this is an old version" File"<stdin>", line 1   f"this is an old version"
SyntaxError: invalid syntax

看到這個錯誤的話，先確定當前使用的python版本。我檢查的方法是在python2.7下通過調(diào)用sys.version來獲取版本號。

>>> import sys;print(sys.version)2.7.18 (default, Apr 202020, 19:27:10)[GCC 8.3.0]

20、如何在字符串前補零

可以用{expr:0len} 這個方法來進行字符串補零。len是最終返回字符串的長度。還可以增加一個正負號標記。在這種情況下，用+則無論數(shù)值為正負數(shù)都將顯示相應(yīng)正負號。用-則只有當數(shù)值為負數(shù)時才顯示負號，默認設(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

還可以用三引號實現(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！希望大家學到了一些新奇而實用的知識。知道了如何充分利用 f-string 絕對可以讓生活變得更美好。

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f-string 竟然能有 73 個例子，我要學習下

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