字串格式化對於每個語言來說都是一個非常基礎和常用的功能，學習Python的同學大概都知道可以用%語法來格式化字串。然而為了讓我們更方便的使用這個常用功能，語言本身也在對字串格式化方法進行迭代。

Python 2.6以前：%操作符

在Python 2.6出現之前，字串迭代只有一種方法，就是%（也是取模）操作符，%操作符支援unicode和str型別的Python字串，效果和C語言中的sprintf()方法相似，下面是一個使用%格式化字串的例子：

print("I'm %s. I'm %d year old" % ('Tom', 27))
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%符號前面使用一個字串作為模板，模板中有標記格式的佔位符號，%後面是一個tuple或者dict，用來傳遞需要格式化的值。佔位符控制著顯示的格式，下面列表展示了佔位符的種類：

佔位符	內容
%d	十進位制整數
%i	十進位制整數
%o	八進位制整數
%u	無符號整數
%x	無符號十六進位制（小寫）
%X	無符號十六進位制（大寫）
%e	浮點型（科學記數法，小寫）
%E	浮點型（科學記數法，大寫）
%f	浮點數
%F	浮點數
%g	浮點型，如果小數位數超過4位，使用科學記數法表示（小寫）
%G	浮點型，如果小數位數超過4位，使用科學記數法表示（大寫）
%c	單個字元
%r	字串（呼叫repr()方法生成）
%s	字串（呼叫str()方法生成）

除了對資料型別的指定，%操作符還支援更復雜的格式控制：

%[資料名稱][對齊標誌][寬度].[精度]型別
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名稱	內容
資料名稱	資料名稱用於字典賦值，如果%符號後面傳遞的陣列就不需要填寫了
對齊標誌	有+、-、0、‘ ’四種，+表示顯示正負數符號，-表示左對齊，空格表示在左側填充一個空格，0表示用0填充
寬度	表示格式化後的字串長度，位數不足用0或空格補齊
精度	小數點後的位數
型別	資料型別（參考佔位符種類）

例如print('%053f' % '12.34')會輸出0012.340

Python 2.6：format函式

到Python2.6時，出現了一種新的字串格式化方式，str.format()函式，相比於%操作符，format函式使用{}和:代替了%，威力更加強大，在對映關係方面，format函式支援位置對映、關鍵字對映、物件屬性對映、下標對映等多種方式，不僅引數可以不按順序，也可以不用引數或者一個引數使用多次，下面通過幾個例子來說明。

'{1} {0}'.format('abc', 123)  # 可以不按順序進行位置對映，輸出'123 abc'

'{} {}'.format('abc', 123)  # 可以不指定引數名稱，輸出'abc 123'

'{1} {0} {1}'.format('abc', 123)  # 引數可以使用多次，輸出'123 abc 123'

'{name} {age}'.format(name='tom', age=27)  # 可以按關鍵字對映，輸出'tom 27'

'{person.name} {person.age}'.format(person=person)  # 可以按物件屬性對映，輸出'tom 27'

'{0[1]} {0[0]}'.format(lst)  # 通過下標對映
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可以看到，format函式比%操作符使用起來更加方便，不需要記住太多各種佔位符代表的意義，程式碼可讀性也更高。在複雜格式控制方面，format函式也提供了更加強大的控制方式：

[[填充字元]對齊方式][符號標誌][#][寬度][,][.精度][型別]
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例如：

'{:S^+#016,.2f}'.format(1234)  # 輸出'SSS+1,234.00SSSS'
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我們以上面的程式碼為例，通過表格說明一下format格式控制引數：

型別	說明	示例說明
填充字元	不填時預設用空格填充	S表示用S填充
對齊方式	^表示居中對齊、<表示左對齊、>表示右對齊	^表示居中對齊，左右位數不足部分會用填充字元填充
符號標誌	+表示有符號（正數前顯示+，負數前顯示-），空格表示整數前加一個空格以和負數對齊	+表示正數前顯示空格
#	表示是否在二進位制、八進位制、十六進位制前顯示0b、0o、0x等符號	#表示顯示進位制符號，由於是十進位制，所以不顯示
寬度	表示輸出字串的寬度	16表示字串寬度為16，不足部分會補齊
,	表示使用,作為千位分隔符	,表示使用千位分隔符
精度	表示小數點後數字位數	.2表示精度為2為
型別	s表示字串型別，c表示字元型別，b\o\d分別表示二八十進位制，x\X表示小寫和大寫十六進位制，e\E表示小寫和大寫的科學記數法，f表示浮點型	f表示浮點型數字

可以看到format函式在%基礎上豐富了格式控制種類，並且使輸出更容易。

Python 3.6：f-string

不少使用過ES6的小夥伴會知道其中的模板字串，採用直接在字串中內嵌變數的方式進行字串格式化操作，Python在3.6版本中也為我們帶來了類似的功能：Formatted String Literals（字面量格式化字串），簡稱f-string。

f-string就是以f''開頭的字串，類似u''和b''，字串內容和format方法中的格式一樣，但是可以直接將變數帶入到字串中，可讀性進一步增加，例如：

amount = 1234
f'請轉賬給我{amount:,.2f}元'  # '請轉賬給我1,234.00元'
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同時，f-string的效能是比%和format都有提升的，我們做一個簡單的測試，分別使用%操作符、format和f-string將下面語句執行10000次：

'My name is %s and i'm %s years old.' % (name, age)
'My name is {} and i'm {} years old.'.format(name, age)
f'My name is {name} and i'm {age} years old.'
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用時結果如下：

總結

如果你的專案使用的Python版本已經提升到3.6，f-string格式化是首選方式，不僅在保持功能強大的同時語義上更容易理解，而且效能也有較大的提升。如果專案還沒有提升到3.6或者使用的2.7，更建議使用format，雖然效能上沒有優勢，但是語義上還是比%操作符更加便於理解的，功能也更加強大。

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