【Python】55個案例：吃透Python字符串格式化
公眾號：尤而小屋
作者：Peter
編輯：Peter
在上一篇Python字符串初相識中，我們介紹了字符串的很多基礎(chǔ)內(nèi)容。本文中介紹的字符串一個非常重要的知識點：字符串格式化輸出。
格式化怎么理解？簡答來說：就是讓字符串按照我們設(shè)定的格式來輸出，達到我們想要的結(jié)果。主要是有4種方式：
%：基于占位符的格式化 format()函數(shù)的格式化：重點掌握 f-string格式化：重點掌握 字符串模板函數(shù)string template
一、占位符%
常見格式符
格式化符號其實是為真實的值預(yù)留出一個空位，而且還可以控制顯示的格式。格式符包含一個類型碼，用來顯示不同的數(shù)據(jù)類型，比如字符串、二進制、指數(shù)等。常見的不同的占位符如下：
%s： 字符串 (采用str()的顯示)，常用 %r： 字符串 (采用repr()的顯示) %c： 單個字符，格式化字符及其ASCII碼 %b： 二進制整數(shù) %u： 格式化無符號整數(shù)，常用 %d： 格式化十進制整數(shù)，常用 %i： 十進制整數(shù) %o： 八進制整數(shù) %x： 十六進制整數(shù) %g： 指數(shù)(e)或浮點數(shù)%f (根據(jù)顯示長度) %G： 指數(shù)(E)或浮點數(shù)%F (根據(jù)顯示長度) %e： 指數(shù) (基底寫為e)，用科學(xué)計數(shù)法格式化浮點數(shù) %E： 指數(shù) (基底寫為E)，用法同%e %f： 浮點數(shù)，格式化浮點數(shù)字，可以指定小數(shù)點后面的精度，常用 %F： 浮點數(shù)，與%f相同 %%： 字符“%”，用來顯示百分號%
對齊問題
關(guān)于對齊問題：
1. ^：居中對齊
2. >：右對齊
3. <：左對齊
4. +、-：顯示正負號
語法形式
常用的語法形式為：%[(name)][flags][width].[precision] typecode
(name)：參數(shù)的名稱，可以省略；如果使用必須加上() flags：對齊標志位；可以是+、-、“”、0；+右對齊，-左對齊，""填充一個空格；0表示左側(cè)使用0填充 width：顯示的寬度 precision：小數(shù)點后的精度
多種類型連用
print("%9.3f" % 2.3)
2.300 # 前面4個空格
第一個 % 后面的內(nèi)容為顯示的格式說明，9 為顯示寬度，3 為小數(shù)點位數(shù)，f 表示輸出為浮點數(shù)類型 第二個 % 后面為顯示的內(nèi)容來源，輸出結(jié)果默認為右對齊，2.300 長度為 5，故前面有4個空格
print("%+9.3f" % 2.3) # 帶上+符號輸出，9表示寬度，3表示小數(shù)位
+2.300
print("%-9.3f" % 2.3) # -表示左對齊輸出
2.300
print("%-9.3f" % -2.3)
-2.300
# 我們顯示聲明3個變量
name = "Yule Cottage" # 字符串類型
age = 25 # 整數(shù)類型
height = 1.76 # 浮點數(shù)類型
# 1、浮點數(shù)默認是6位小數(shù)
# 2、%f和%F相同
print("我是：%s，年齡: %d，身高是：%f" % (name,age,height))
我是：Yule Cottage，年齡: 25，身高是：1.760000
# 指定浮點數(shù)的小數(shù)位
print("我是：%s，年齡: %d，身高是：%.3f" % (name,age,height))
我是：Yule Cottage，年齡: 25，身高是：1.760
下面的代碼是通過字典對的形式來傳入不同的數(shù)據(jù)類型，字典（后面會介紹python的字典）的值就是待格式的內(nèi)容。
需要注意的是name、age、height必須寫在%號的后面
print("我是：%(name)s，年齡: %(age)d，身高是：%(height).3f" % {"name":name,"age":age,"height":height})
我是：Yule Cottage，年齡: 25，身高是：1.760
輸出不同進制
print("八進制：%o，十進制：%i，十六進制：%x" %(age,age,age))
八進制：31，十進制：25，十六進制：19
# print("二進制：%b" %(age)) # 二進制不能使用
bin(age) # 通過bin函數(shù)查看
'0b11001'
輸出的寬度、精度等設(shè)置
number = 1.23456789
# 寬度為10，保留小數(shù)點后4位，默認是右對齊
print("%10.4f" % number)
1.2346
print("%-10.4f" % number) # -符號表示左對齊，顯示4位小數(shù)
1.2346
# 右對齊，保留10位小數(shù)，不足的用0補齊
print("%10.10f" % number)
1.2345678900
print("%-10.8f" % number) # 左對齊，保留8位小數(shù)
1.23456789
# 左對齊，保留7位小數(shù)，會自動地進行四舍五入
print("%-10.7f" % number)
1.2345679
下面是針對字符串的寬度等輸出設(shè)置：
name
'Yule Cottage'
print("%.10s" % name) # 9個字母+一個空格：左對齊
Yule Cotta
print("%.15s" % name) # 如果位數(shù)不夠，直接全部輸出
Yule Cottage
print("%10.6s" % name) # 右對齊，取出6個字符
Yule C
解釋：總長度為10，前面4個空格，加上4+一個空格+C
二、format格式化
從python2.6+開始，新增了一種格式化字符串的函數(shù)str.format，可以說極大地增強了字符串格式化的功能，基本語法是通過{}和:來代替占位符%
接收多個不限制的參數(shù) 位置可以不按照順序
語法形式
{<參數(shù)序號>:<格式控制標記>} ，中間有一個冒號，不能省略！??！
name = "Yule Cottage" # 字符串類型
age = 25 # 整數(shù)類型
height = 1.76 # 浮點數(shù)類型
sex = "男"
多個參數(shù)連用
# 1、不設(shè)置位置
print("名字是：{}，年齡是：{}，身高是：{}，性別：{}".format(name,age,height,sex))
名字是：Yule Cottage，年齡是：25，身高是：1.76，性別：男
# 2、設(shè)置位置參數(shù)
print("名字是：{0}，年齡是：{1}，身高是：{2}，性別：{3}".format(name,age,height,sex))
名字是：Yule Cottage，年齡是：25，身高是：1.76，性別：男
# 設(shè)置位置參數(shù)
# 索引從0開始；2號位對應(yīng)的height
print("名字是：{0}，身高是：{2}，年齡是：{1}，性別：{3}".format(name,age,height,sex))
名字是：Yule Cottage，身高是：1.76，年齡是：25，性別：男
print("性別：{3}，身高是：{2}，名字是：{0}，年齡是：{1}".format(name,age,height,sex))
性別：男，身高是：1.76，名字是：Yule Cottage，年齡是：25
# 3、元組形式
# 使用*進行解析
information = ("Peter",25)
print("姓名是：{}，年齡是：{}".format(*information))
姓名是：Peter，年齡是：25
# 4、字典形式
# 參數(shù)為字典時候，通過**進行解析配對
print("名字是：{name}，年齡是：{age}，身高是：{height}，性別：{sex}".format(**{"name":name,"age":age,"height":height,"sex":sex}))
名字是：Yule Cottage，年齡是：25，身高是：1.76，性別：男
# 5、直接變量賦值
print("名字是：{name}，年齡是：{age}，身高是：{height}，性別：{sex}".format(name="Yule Cottage",age="2歲",height="1.75m",sex="男"))
名字是：Yule Cottage，年齡是：2歲，身高是：1.75m，性別：男
對齊
寬度為20，我們實現(xiàn)居中、靠左、靠右對齊
name
'Yule Cottage'
print("{:^20s}".format(name)) # 居中
print("{:>20s}".format(name)) # 靠右
print("{:<20s}".format(name)) # 靠左
Yule Cottage
Yule Cottage
Yule Cottage
數(shù)值多種形式
首先我們還是看看對齊問題，浮點數(shù)的對齊只保留6位小數(shù)：
pi = 3.1415926
print("{:^20f}".format(pi)) # 居中 # 默認只保留6位小數(shù)
print("{:>20f}".format(pi)) # 靠右
print("{:<20f}".format(pi)) # 靠左
3.141593
3.141593
3.141593
看看不同情況下的輸出格式，浮點數(shù)需要帶上小數(shù)點，默認全部是左對齊：
# 不同的輸出方式
print("{}".format(pi)) # 原數(shù)據(jù)
print("{:.2f}".format(pi)) # 2位小數(shù)
print("{:>.10f}".format(pi)) # 位數(shù)不足，右側(cè)補0
print("{:.4%}".format(pi)) # 百分比輸出
print("{:.2e}".format(pi))
3.1415926
3.14
3.1415926000
314.1593%
3.14e+00
填充
sex
'男'
print("{0:30}".format(sex)) # 字符串默認左對齊
print("{:>30}".format(sex)) # 改成右對齊
print("{0:30}".format(age)) # 數(shù)值類型默認右對齊
print("{:<30}".format(height)) # 改成左對齊
男
男
25
1.76
# 指定填充的字符
print("{:*>30}".format(sex)) # *
print("{:+>30}".format(sex)) # +
print("{:+^30}".format(sex)) # 居中后填充+
print("{:+<30}".format(height)) # +
*****************************男
+++++++++++++++++++++++++++++男
++++++++++++++男+++++++++++++++
1.76++++++++++++++++++++++++++
千位分隔符
主要是用來顯示數(shù)字的千位分隔符，在貨幣金額中使用的比較多：
b = 1003005000600
print("{:-^20}".format(b)) # 不用逗號
print("{:-^20,}".format(b)) # 用逗號
---1003005000600----
-1,003,005,000,600--
# 小數(shù)的千位分隔符顯示
print("{0:-20,}".format(12567.98760)) # 不填充
print("{0:-^20,}".format(12567.98760)) # 居中+填充
print("{0:->20,}".format(12567.98760)) # 右對齊+填充
print("{0:-<20,}".format(12567.98760)) # 左對齊+填充
12,567.9876
----12,567.9876-----
---------12,567.9876
12,567.9876---------
精度
精度輸出的時候前面必須有一個小數(shù)點開頭，具有兩層含義：
浮點數(shù)：表示輸出小數(shù)位的有效位數(shù) 字符串：精度表示輸出的最大長度
pi
3.1415926
"{:.3f}".format(pi)
'3.142'
"{:30.5f}".format(pi) # 小數(shù)點后5位，整體寬度30
' 3.14159'
"{:*^30.5f}".format(pi) # 小數(shù)點后5位，寬度30,居中后補充*
'***********3.14159************'
name
'Yule Cottage'
"{:.4}".format(name) # 最大長度為4
'Yule'
"{:.6}".format(name) # 輸出最大長度為6
'Yule C'
多種輸出類型
表示輸出整數(shù)和浮點數(shù)類型的格式規(guī)則。對于整數(shù)類型，輸出格式包括6 種：
c: 輸出整數(shù)對應(yīng)的 Unicode 字符； b: 輸出整數(shù)的二進制方式； o: 輸出整數(shù)的八進制方式； d: 輸出整數(shù)的十進制方式； x: 輸出整數(shù)的小寫十六進制方式； X: 輸出整數(shù)的大寫十六進制方式；
下面的例子表示的是365的二進制、Unicode字符、十進制、小寫16進制和大寫的16進制的不同輸出格式：
"{0:b},{0:c},{0:d},{0:o},{0:x},{0:X}".format(365)
'101101101,?,365,555,16d,16D'
如果是浮點數(shù)類型，那么輸出格式包括4種：
e: 輸出浮點數(shù)對應(yīng)的小寫字母 e 的指數(shù)形式； E: 輸出浮點數(shù)對應(yīng)的大寫字母 E 的指數(shù)形式； f: 輸出浮點數(shù)的標準浮點形式； %: 輸出浮點數(shù)的百分形式。
浮點數(shù)輸出時盡量使用<.精度>表示小數(shù)部分的寬度，有助于更好控制輸出格式。
"{0:e},{0:E}".format(3.1415)
'3.141500e+00,3.141500E+00'
"{0:f},{0:F}".format(3.1415)
'3.141500,3.141500'
"{0:%}".format(3.1415) # 保留6位小數(shù)，百分比輸出
'314.150000%'
"{0:.2%}".format(3.1415) # 2位小數(shù)，百分比輸出
'314.15%'
三、f-string
f-string是python3.6開始引入的新字符串格式化方法。其實它的方法很多和format是類似的，下面通過具體的例子來講解。
簡單例子
首先我們看一個簡單的例子，說明f-string如何使用：
a = "hello"
b = "python"
f"{a} "
'hello python'
指定變量格式化
# 我們顯示聲明3個變量
name = "Yule Cottage" # 字符串類型
age = 25 # 整數(shù)類型
height = 1.76 # 浮點數(shù)類型
f'名字是：{name}，年齡是：{age}，身高是：{height}' # 前面加上f
'名字是：Yule Cottage，年齡是：25，身高是：1.76'
我們和format進行一下對比：
"名字是：{}，年齡是：{}，身高是：{}".format(name,age,height) # format函數(shù)在最后面
'名字是：Yule Cottage，年齡是：25，身高是：1.76'
指定表達式格式化
如果后面的string部分是表達式，也可以進行格式化
f'{1+2+3}'
'6'
f'{1*2*3*4}'
'24'
對表達式進行變量的賦值再格式化：
x = 100
y = 50
f"{x*y + x/y}" # 100*50 + 100 / 50 結(jié)果是浮點數(shù)
'5002.0'
指定函數(shù)格式化
上面的例子是直接賦值再通過表達式來格式化，我們其實可以將上面的表達式改成函數(shù)，傳入?yún)?shù)來格式化，函數(shù)可以是：
python自帶的函數(shù) 自定義的函數(shù)
# 自帶函數(shù)
print(f'my name is: {name}') # 原數(shù)據(jù)
print(f'my name is: {name.upper()}') # 全部變成大寫字母
my name is: Yule Cottage
my name is: YULE COTTAGE
# 自己寫個函數(shù)
def test(a,b):
return a * b + a / b
f'{test(100,50)}'
'5002.0'
# 或者直接寫成lambda 匿名函數(shù)
f'執(zhí)行的結(jié)果是：{(lambda x,y: x*y + x/y)(100,50)}'
'執(zhí)行的結(jié)果是：5002.0'
對齊
<：靠左，字符串默認方式 >：靠右，數(shù)值類型默認方式 ^：居中
print(f'{name}') # 字符串默認左
print(f'{name:>20.10s}') # > 右對齊 長度20 字符串最大長度10
print(f'{name:<20.12s}') # < 左對齊 長度20 字符串最大長度12
Yule Cottage
Yule Cotta
Yule Cottage
pi = 3.1415926
print(f'{pi}') # 原數(shù)據(jù)
print(f'{pi:^10.4f}') # 居中 長度為10 保留4位小數(shù)
print(f'{pi:>10.4f}') # 靠右 長度為10 保留4位小數(shù)
print(f'{pi:<10.4f}') # 靠左 長度為10 保留3位小數(shù)
3.1415926
3.1416
3.1416
3.1416
填充
print(f'{pi}') # 原數(shù)據(jù)
print(f'{pi:*^10.4f}') # 填充*：居中 長度為10 保留4位小數(shù)
print(f'{pi:*>10.4f}') # 填充*：靠右 長度為10 保留4位小數(shù)
print(f'{pi:*<10.4f}') # 填充*：靠左 長度為10 保留3位小數(shù)
3.1415926
**3.1416**
****3.1416
3.1416****
千位分隔符
和format中的千位分隔符相同，主要是用于金融貨幣中，自帶金錢屬性呀?？梢允褂枚禾柣蛘咂渌?，常用逗號：
money = 1234567890
print(f'{money:,f}') # 輸出保留6位小數(shù)
1,234,567,890.000000
print(f'{money:_f}') # 使用下滑線
1_234_567_890.000000
四、字符串模板string template
string.Template是將一個string設(shè)置為模板，通過替換變量的方法，最終得到想要的string
from string import Template # 導(dǎo)入模板
template_string = '$name is $sex'
s = Template('$name is $sex')
s.substitute(name="Peter",sex="male")
'Peter is male'
from string import Template # 導(dǎo)入模板
template_string = '$name is $sex' # 1、設(shè)置模板
s = Template(template_string)
dic = {"name":"Peter","sex":"male"}
s.substitute(dic)
'Peter is male'
在上面的例子中：
模板s中有以$符號說明模板中有兩個變量名，用實際的變量來替換。
格式是dictionary，并且字典中的key值與模板中的變量名要保持一致
string.Template默認用$符號來標識出變量；可以進行修改
from string import Template
class MyTemplate(Template):
delimiter = '%'
...
s = MyTemplate('%who knows?') # 改變符號
s.substitute(who='Peter')
'Peter knows?'
五、格式整理
整理下關(guān)于對齊、精度、數(shù)值類型的符號等知識點：
對齊
<：右對齊（數(shù)值默認對齊方式） >：左對齊（字符串默認對齊方式） ^：居中
符號
+：負數(shù)前加負號（-），正數(shù)前加正號（+） -：負數(shù)前加負號（-），正數(shù)前不加任何符號（默認） 空格：負數(shù)前加負號（-），正數(shù)前加一個空格
寬度和精度
width：指定寬度為width width.precision：寬度為width，精度為precision 0width：寬度為width，指定高位用0補足寬度
六、總結(jié)
1、%占位符
表達式比較直觀，容易上手；但是當參數(shù)變多的時候，格式就變得繁瑣，這種方式現(xiàn)在幾乎淘汰
2、format函數(shù)
方法比較靈活，能夠自己設(shè)置參數(shù)來對應(yīng)相應(yīng)的變量；參數(shù)變多的時候，表達式同樣繁瑣，整個式子會非常長
3、f-string
相對前兩種方式會靈活些，也更直觀。Python3.6開始出現(xiàn)，語句格式可能稍顯復(fù)雜
重點還是要掌握format函數(shù)和f-string
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