【Python】55个案例：吃透Python字符串格式化-轻识

公众号：尤而小屋
作者：Peter
编辑：Peter

在上一篇Python字符串初相识中，我们介绍了字符串的很多基础内容。本文中介绍的字符串一个非常重要的知识点：字符串格式化输出。

python入门教程-字符串初相识

格式化怎么理解？简答来说：就是让字符串按照我们设定的格式来输出，达到我们想要的结果。主要是有4种方式：

%：基于占位符的格式化
format()函数的格式化：重点掌握
f-string格式化：重点掌握
字符串模板函数string template

一、占位符%

常见格式符

格式化符号其实是为真实的值预留出一个空位，而且还可以控制显示的格式。格式符包含一个类型码，用来显示不同的数据类型，比如字符串、二进制、指数等。常见的不同的占位符如下：

%s：字符串 (采用str()的显示)，常用
%r：字符串 (采用repr()的显示)
%c：单个字符，格式化字符及其ASCII码
%b：二进制整数
%u：格式化无符号整数，常用
%d：格式化十进制整数，常用
%i：十进制整数
%o：八进制整数
%x：十六进制整数
%g：指数(e)或浮点数%f (根据显示长度)
%G：指数(E)或浮点数%F (根据显示长度)
%e：指数 (基底写为e)，用科学计数法格式化浮点数
%E：指数 (基底写为E)，用法同%e
%f：浮点数，格式化浮点数字，可以指定小数点后面的精度，常用
%F：浮点数，与%f相同
%%：字符“%”，用来显示百分号%

对齐问题

关于对齐问题：

1. ^：居中对齐
2. >：右对齐
3. <：左对齐
4. +、-：显示正负号

语法形式

常用的语法形式为：%[(name)][flags][width].[precision] typecode

(name)：参数的名称，可以省略；如果使用必须加上()
flags：对齐标志位；可以是+、-、“”、0；+右对齐，-左对齐，""填充一个空格；0表示左侧使用0填充
width：显示的宽度
precision：小数点后的精度

多种类型连用

print("%9.3f" % 2.3)

    2.300  #  前面4个空格

第一个 % 后面的内容为显示的格式说明，9 为显示宽度，3 为小数点位数，f 表示输出为浮点数类型
第二个 % 后面为显示的内容来源，输出结果默认为右对齐，2.300 长度为 5，故前面有4个空格

print("%+9.3f" % 2.3)  # 带上+符号输出，9表示宽度，3表示小数位

   +2.300

print("%-9.3f" % 2.3)  # -表示左对齐输出

2.300

print("%-9.3f" % -2.3)

-2.300

# 我们显示声明3个变量

name = "Yule Cottage"  # 字符串类型
age = 25  # 整数类型
height = 1.76   # 浮点数类型

# 1、浮点数默认是6位小数
# 2、%f和%F相同

print("我是：%s，年龄: %d，身高是：%f" % (name,age,height))

我是：Yule Cottage，年龄: 25，身高是：1.760000

# 指定浮点数的小数位

print("我是：%s，年龄: %d，身高是：%.3f" % (name,age,height))

我是：Yule Cottage，年龄: 25，身高是：1.760

下面的代码是通过字典对的形式来传入不同的数据类型，字典（后面会介绍python的字典）的值就是待格式的内容。

需要注意的是name、age、height必须写在%号的后面

print("我是：%(name)s，年龄: %(age)d，身高是：%(height).3f" % {"name":name,"age":age,"height":height})

我是：Yule Cottage，年龄: 25，身高是：1.760

输出不同进制

print("八进制：%o，十进制：%i，十六进制：%x" %(age,age,age))

八进制：31，十进制：25，十六进制：19

# print("二进制：%b" %(age))   # 二进制不能使用

bin(age)  # 通过bin函数查看

'0b11001'

输出的宽度、精度等设置

number = 1.23456789

# 宽度为10，保留小数点后4位，默认是右对齐
print("%10.4f" % number)

    1.2346

print("%-10.4f" % number)  # -符号表示左对齐，显示4位小数

1.2346

# 右对齐，保留10位小数，不足的用0补齐

print("%10.10f" % number)

1.2345678900

print("%-10.8f" % number)  # 左对齐，保留8位小数

1.23456789

# 左对齐，保留7位小数，会自动地进行四舍五入

print("%-10.7f" % number)

1.2345679

下面是针对字符串的宽度等输出设置：

name

'Yule Cottage'

print("%.10s" % name) # 9个字母+一个空格：左对齐

Yule Cotta

print("%.15s" % name) # 如果位数不够，直接全部输出

Yule Cottage

print("%10.6s" % name) # 右对齐，取出6个字符

    Yule C

解释：总长度为10，前面4个空格，加上4+一个空格+C

二、format格式化

从python2.6+开始，新增了一种格式化字符串的函数str.format，可以说极大地增强了字符串格式化的功能，基本语法是通过{}和:来代替占位符%

接收多个不限制的参数
位置可以不按照顺序

语法形式

{<参数序号>:<格式控制标记>} ，中间有一个冒号，不能省略！！！

name = "Yule Cottage"  # 字符串类型
age = 25  # 整数类型
height = 1.76   # 浮点数类型
sex = "男"

多个参数连用

# 1、不设置位置
print("名字是：{}，年龄是：{}，身高是：{}，性别：{}".format(name,age,height,sex))

名字是：Yule Cottage，年龄是：25，身高是：1.76，性别：男

# 2、设置位置参数

print("名字是：{0}，年龄是：{1}，身高是：{2}，性别：{3}".format(name,age,height,sex))

名字是：Yule Cottage，年龄是：25，身高是：1.76，性别：男

# 设置位置参数
# 索引从0开始；2号位对应的height

print("名字是：{0}，身高是：{2}，年龄是：{1}，性别：{3}".format(name,age,height,sex))

名字是：Yule Cottage，身高是：1.76，年龄是：25，性别：男

print("性别：{3}，身高是：{2}，名字是：{0}，年龄是：{1}".format(name,age,height,sex))

性别：男，身高是：1.76，名字是：Yule Cottage，年龄是：25

# 3、元组形式
# 使用*进行解析

information = ("Peter",25)

print("姓名是：{}，年龄是：{}".format(*information))

姓名是：Peter，年龄是：25

# 4、字典形式
# 参数为字典时候，通过**进行解析配对

print("名字是：{name}，年龄是：{age}，身高是：{height}，性别：{sex}".format(**{"name":name,"age":age,"height":height,"sex":sex}))

名字是：Yule Cottage，年龄是：25，身高是：1.76，性别：男

# 5、直接变量赋值

print("名字是：{name}，年龄是：{age}，身高是：{height}，性别：{sex}".format(name="Yule Cottage",age="2岁",height="1.75m",sex="男"))

名字是：Yule Cottage，年龄是：2岁，身高是：1.75m，性别：男

对齐

宽度为20，我们实现居中、靠左、靠右对齐

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

数值多种形式

首先我们还是看看对齐问题，浮点数的对齐只保留6位小数：

pi = 3.1415926

print("{:^20f}".format(pi))  # 居中  # 默认只保留6位小数
print("{:>20f}".format(pi))  # 靠右
print("{:<20f}".format(pi))  # 靠左

      3.141593      
            3.141593
3.141593

看看不同情况下的输出格式，浮点数需要带上小数点，默认全部是左对齐：

# 不同的输出方式

print("{}".format(pi))  # 原数据
print("{:.2f}".format(pi))   # 2位小数
print("{:>.10f}".format(pi))  # 位数不足，右侧补0
print("{:.4%}".format(pi))  # 百分比输出
print("{:.2e}".format(pi))

3.1415926
3.14
3.1415926000
314.1593%
3.14e+00

填充

sex

'男'

print("{0:30}".format(sex))  # 字符串默认左对齐
print("{:>30}".format(sex))  # 改成右对齐
print("{0:30}".format(age))  # 数值类型默认右对齐
print("{:<30}".format(height)) # 改成左对齐

# 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

主要是用来显示数字的千位分隔符，在货币金额中使用的比较多：

b = 1003005000600

print("{:-^20}".format(b))   # 不用逗号
print("{:-^20,}".format(b))  # 用逗号

---1003005000600----
-1,003,005,000,600--

# 小数的千位分隔符显示

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))  # 右对齐+填充
print("{0:-<20,}".format(12567.98760))  # 左对齐+填充

         12,567.9876
----12,567.9876-----
---------12,567.9876
12,567.9876---------

精度

精度输出的时候前面必须有一个小数点开头，具有两层含义：

浮点数：表示输出小数位的有效位数
字符串：精度表示输出的最大长度

pi

3.1415926

"{:.3f}".format(pi)

'3.142'

"{:30.5f}".format(pi)  # 小数点后5位，整体宽度30

'                       3.14159'

"{:*^30.5f}".format(pi)  # 小数点后5位，宽度30,居中后补充*

'***********3.14159************'

name

'Yule Cottage'

"{:.4}".format(name)  # 最大长度为4

'Yule'

"{:.6}".format(name)  # 输出最大长度为6

'Yule C'

多种输出类型

表示输出整数和浮点数类型的格式规则。对于整数类型，输出格式包括6 种：

c: 输出整数对应的 Unicode 字符；
b: 输出整数的二进制方式；
o: 输出整数的八进制方式；
d: 输出整数的十进制方式；
x: 输出整数的小写十六进制方式；
X: 输出整数的大写十六进制方式；

下面的例子表示的是365的二进制、Unicode字符、十进制、小写16进制和大写的16进制的不同输出格式：

"{0:b},{0:c},{0:d},{0:o},{0:x},{0:X}".format(365)

'101101101,ŭ,365,555,16d,16D'

如果是浮点数类型，那么输出格式包括4种：

e: 输出浮点数对应的小写字母 e 的指数形式；
E: 输出浮点数对应的大写字母 E 的指数形式；
f: 输出浮点数的标准浮点形式；
%: 输出浮点数的百分形式。

浮点数输出时尽量使用<.精度>表示小数部分的宽度，有助于更好控制输出格式。

"{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位小数，百分比输出

'314.150000%'

"{0:.2%}".format(3.1415)  # 2位小数，百分比输出

'314.15%'

三、f-string

f-string是python3.6开始引入的新字符串格式化方法。其实它的方法很多和format是类似的，下面通过具体的例子来讲解。

简单例子

首先我们看一个简单的例子，说明f-string如何使用：

a = "hello"
b = "python"

f"{a} {b}"

'hello python'

指定变量格式化

# 我们显示声明3个变量

name = "Yule Cottage"  # 字符串类型
age = 25  # 整数类型
height = 1.76   # 浮点数类型

f'名字是：{name}，年龄是：{age}，身高是：{height}'  # 前面加上f

'名字是：Yule Cottage，年龄是：25，身高是：1.76'

我们和format进行一下对比：

"名字是：{}，年龄是：{}，身高是：{}".format(name,age,height)  # format函数在最后面

'名字是：Yule Cottage，年龄是：25，身高是：1.76'

指定表达式格式化

如果后面的string部分是表达式，也可以进行格式化

f'{1+2+3}'

'6'

f'{1*2*3*4}'

'24'

对表达式进行变量的赋值再格式化：

x = 100
y = 50

f"{x*y + x/y}"  # 100*50 + 100 / 50 结果是浮点数

'5002.0'

指定函数格式化

上面的例子是直接赋值再通过表达式来格式化，我们其实可以将上面的表达式改成函数，传入参数来格式化，函数可以是：

python自带的函数
自定义的函数

# 自带函数
print(f'my name is: {name}')  # 原数据
print(f'my name is: {name.upper()}')  # 全部变成大写字母

my name is: Yule Cottage
my name is: YULE COTTAGE

# 自己写个函数

def test(a,b):
    return a * b + a / b

f'{test(100,50)}'

'5002.0'

# 或者直接写成lambda 匿名函数

f'执行的结果是：{(lambda x,y: x*y + x/y)(100,50)}'

'执行的结果是：5002.0'

对齐

<：靠左，字符串默认方式
>：靠右，数值类型默认方式
^：居中

print(f'{name}')  # 字符串默认左
print(f'{name:>20.10s}')  # > 右对齐 长度20  字符串最大长度10
print(f'{name:<20.12s}')  # < 左对齐 长度20  字符串最大长度12

Yule Cottage
          Yule Cotta
Yule Cottage

pi = 3.1415926

print(f'{pi}')  # 原数据
print(f'{pi:^10.4f}')  # 居中 长度为10  保留4位小数
print(f'{pi:>10.4f}')  # 靠右 长度为10  保留4位小数
print(f'{pi:<10.4f}')  # 靠左 长度为10  保留3位小数

填充

print(f'{pi}')  # 原数据

print(f'{pi:*^10.4f}')  # 填充*：居中 长度为10  保留4位小数
print(f'{pi:*>10.4f}')  # 填充*：靠右 长度为10  保留4位小数
print(f'{pi:*<10.4f}')  # 填充*：靠左 长度为10  保留3位小数

3.1415926
**3.1416**
****3.1416
3.1416****

千位分隔符

和format中的千位分隔符相同，主要是用于金融货币中，自带金钱属性呀。可以使用逗号或者其他符号，常用逗号：

money = 1234567890

print(f'{money:,f}')  # 输出保留6位小数

1,234,567,890.000000

print(f'{money:_f}')   # 使用下滑线

1_234_567_890.000000

四、字符串模板string template

string.Template是将一个string设置为模板，通过替换变量的方法，最终得到想要的string

from string import Template  # 导入模板

template_string = '$name is $sex'

s = Template('$name is $sex')
s.substitute(name="Peter",sex="male")

'Peter is male'

from string import Template  # 导入模板

template_string = '$name is $sex'  # 1、设置模板
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$符号说明模板中有两个变量名，用实际的变量来替换。
格式是dictionary，并且字典中的key值与模板中的变量名要保持一致
string.Template默认用$符号来标识出变量；可以进行修改

from string import Template
class MyTemplate(Template):     
    delimiter = '%'
...     
s = MyTemplate('%who knows?')  # 改变符号
s.substitute(who='Peter')
'Peter knows?'

五、格式整理

整理下关于对齐、精度、数值类型的符号等知识点：

对齐

<：右对齐（数值默认对齐方式）
>：左对齐（字符串默认对齐方式）
^：居中

符号

+：负数前加负号（-），正数前加正号（+）
-：负数前加负号（-），正数前不加任何符号（默认）
空格：负数前加负号（-），正数前加一个空格

宽度和精度

width：指定宽度为width
width.precision：宽度为width，精度为precision
0width：宽度为width，指定高位用0补足宽度

六、总结

1、%占位符

表达式比较直观，容易上手；但是当参数变多的时候，格式就变得繁琐，这种方式现在几乎淘汰

2、format函数

方法比较灵活，能够自己设置参数来对应相应的变量；参数变多的时候，表达式同样繁琐，整个式子会非常长

3、f-string

相对前两种方式会灵活些，也更直观。Python3.6开始出现，语句格式可能稍显复杂

重点还是要掌握format函数和f-string


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