Python 優雅程式設計之 str.format()

Wray_Zheng發表於2017-03-12
Python程式設計ORM

1. str.format 的引入

在 Python 中，我們可以使用 + 來連線字串，在簡單情況下這種方式能夠很好的工作。但是當我們需要進行復雜的字串連線時，如果依然使用 + 來完成，不僅會使程式碼變得晦澀難懂，還會讓程式碼變得難以維護，此時這種方式就顯得力不從心了。

例如，我們想列印這樣一條記錄：

User:John has completed Action:payment at Time:13:30:00複製程式碼

如果使用加號實現，會是下面這種形式：

print "User:" + user_name + " has completed Action:" + \
            action_name + " at Time:" + current_time複製程式碼

如果以後回過頭來閱讀這段程式碼，我們很難直觀看出它的輸出格式，且修改起來也相對麻煩。

我們可以換用 % 來實現：

print "User:%s has completed Action:%s at Time:%s" % \
        (user_name, action_name, current_time)複製程式碼

這回程式碼變得清晰簡潔多了。

不過，Python 為我們提供了另一種簡潔優雅的實現方式，也是官方更加推薦的方式：使用 str.format() 來實現字串的格式化：

print "User:{} has completed Action:{} at Time:{}".format(
        user_name, action_name, current_time)複製程式碼

str.format 既能夠用於簡單的場景，也能夠勝任複雜的字串替換，而無需繁瑣的字串連線操作。Python 的內建型別 str 和 unicode 均支援使用 str.format() 來格式化字串。

我們接下來就詳細地討論 str.format() 的具體用法。

2. str.format 基本語法

格式化字串使用花括號 {} 來包圍替換欄位，也就是待替換的字串。而未被花括號包圍的字元會原封不動地出現在結果中。

2.1. 使用位置索引

以下兩種寫法是等價的：

"Hello, {} and {}!".format("John", "Mary")

"Hello, {0} and {1}!".format("John", "Mary")複製程式碼

花括號內部可以寫上目標字串的索引，也可以省略。如果省略，則按 format 括號裡的目標字串順序依次替換。

2.2. 使用關鍵字索引

除了通過位置來指定目標字串，我們還可以通過關鍵字來指定它。

例如：

"Hello, {boy} and {girl}!".format(boy="John", girl="Mary")複製程式碼

使用關鍵字索引的好處是，我們無需關心引數的位置，且字串的最終結果能夠一目瞭然。在以後的程式碼維護中，我們能夠快速地修改對應的引數，而不用對照字串挨個去尋找相應的引數。

注意：如果字串本身含有花括號，則需要將其重複兩次來轉義。例如，字串本身含有 {，為了讓 Python 知道這是一個普通字元，而不是用於包圍替換欄位的花括號，我們只需將它改寫成 {{ 即可。

3. str.format 高階語法

str.format 非常強大，足以完成日常工作中遇到的格式化輸出。熟練掌握該方法，能夠為以後的字串處理打好基礎，還能節省不少時間。

3.1. 訪問引數的屬性或元素

在使用 str.format 來格式化字串時，我們通常將目標字串作為引數傳遞給 format 方法。實際上，我們還可以在格式化字串中訪問引數的某個屬性或某個元素：

"My car is {0.color}.".format(black_car)
"The first student is {student[0]}.".format(student=stu_list)
"John is {d[john]} years old.".format(d=age_dict)複製程式碼

3.2. 引數輸出轉換

引數的字串輸出，預設是由其自身的 __format__ 方法來實現的。也就是說，Python 使用引數的 __format__ 輸出來取代替換欄位。如果我們想呼叫 str() 或 repr() 來轉換引數，可以通過新增 轉換標誌 來實現：

# call str() on argument
"It's a {0!s}."

#call repr() on argument
"We can get info from {name!r}."複製程式碼

4. str.format 一般形式

格式化字串的一般形式如下：

"... {field_name!conversion:format_spec} ..."複製程式碼

從上面的程式碼可以看到，格式化字串可分為 field_name、conversion、format_spec 三部分，分別對應替換欄位名稱（索引）、轉換標誌、格式描述。其中，欄位名稱是必選的，而後兩者是可選的。轉換標誌緊跟在英文感嘆號後面，而格式描述緊跟在英文冒號後面。

前面已經提到過，欄位名稱既可是位置索引，也可是關鍵字索引。欄位名稱後面可以通過點來訪問屬性，或通過方括號來訪問元素。

在這裡，我們重點看一下格式描述（format_spec）這一項。

格式描述中含有6個選項，分別是 fill、align、sign、width、precision、type。
它們的位置關係如下：

[[fill]align][sign][#][0][width][,][.precision][type]複製程式碼

fill
可以是任意字元，預設為空格。

align
僅當指定最小寬度時有效。

  • < 左對齊（預設選項）
  • > 右對齊
  • = 僅對數字有效；將填充字元放到符號與數字間，例如 +0001234
  • ^ 居中對齊

sign
僅對數字有效

  • + 所有數字均帶有符號
  • - 僅負數帶有符號（預設選項）
  • 即空格；正數前面帶空格，負數前面帶符號

'#'
只對整數有效

自動在二進位制、八進位制、十六進位制數值前新增對應的 0b、0o、 0x。

','
自動在每三個數字之間新增 , 分隔符。

width
十進位制數字，定義最小寬度。如果未指定，則由內容的寬度來決定。

如果沒有指定對齊方式（align），那麼可以在 width 前面新增一個0來實現自動填充0，等價於 fill 設為 0 並且 align 設為 =。

precision
用於確定浮點數的精度，或字串的最大長度。不可用於整型數值。

type
確定引數型別，預設為 s ，即字串。

整數輸出型別：

  • b：以二進位制格式輸出
  • c：將整數轉換成對應的 unicode 字元
  • d：以十進位制輸出（預設選項）
  • o：以八進位制輸出
  • x：以十六進位制小寫輸出
  • X：以十六進位制大寫輸出
  • n：與 d 相同，但使用當前環境的分隔符來分隔每3位數字

十進位制浮點數輸出型別：

  • e：指數標記；使用科學計數法輸出，用e來表示指數部分，預設 precision 為6
  • E：與 e 相同，但使用大寫 E 來表示指數部分
  • f：以定點形式輸出數值，預設 precision 為6
  • F：與 f 相同
  • g：通用格式；對於給定的 precision p >= 1，取數值的p位有效數字，並以定點或科學計數法輸出（預設選項）
  • G：通用格式；與 g 相同，當數值過大時使用 E 來表示指數部分
  • n：與 g 相同，但使用當前環境的分隔符來分隔每3位數字
  • %：百分比標記；使用百分比的形式輸出數值，同時設定 f 標記

作者：Wray Zheng
原文連結： www.codebelief.com/article/201…

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