python格式化输出format

Python的字符串格式化是一个非常重要的功能，它让你能够控制字符串的表现形式。它不仅提高了代码的可读性，还有助于程序员在调试时更容易找到问题。目前，Python提供了几种不同的方法来格式化字符串，最常用的有语法字符串格式化、f字符串格式化和使用字符串对象的内建方法.format()来进行格式化。

1. 传统的百分号格式化

这是Python中最早的一种格式化字符串的方式，类似于C语言中的printf语句。基本的语法结构如下：

name = "Alice"
age = 25
formatted_string = "Name: %s, Age: %d" % (name, age)

其中，%s用于字符串替换，%d用于有符号十进制整数替换。尽管这种方式非常直观，但其灵活性有限，语法也并不太清晰。

2. str.format() 方法

Python 2.6引入的str.format()方法提供了更加强大的格式化选择，提升了代码的可读性和灵活性。用法如下：

name = "Bob"
age = 30
formatted_string = "Name: {}, Age: {}".format(name, age)

不仅仅是简单的字符串替换，str.format还允许我们进行详细的格式控制。我们可以在花括号内部指定位置，或者使用命名参数：

formatted_string = "Name: {0}, Age: {1}".format(name, age)
formatted_string = "Name: {name}, Age: {age}".format(name=name, age=age)

此外，str.format还支持格式控制，比如指定浮点数的精度：

pi = 3.141592653589793
formatted_pi = "Pi rounded to 2 decimal places: {:.2f}".format(pi)

3. f-strings（格式化字符串字面量）

Python 3.6中引入了f-strings，它允许嵌入表达式，比str.format()更加简洁和直观。使用时只需在字符串前加上字母 f：

name = "Charlie"
age = 35
formatted_string = f"Name: {name}, Age: {age}"

f-strings不仅支持简单的变量替换，还接收复杂的表达式，并能直接运算，甚至调用函数：

def get_greeting(name):
    return f"Hello, {name}!"

formatted_message = f"{get_greeting(name)} You are {age} years old."

f-strings同样支持格式控制：

formatted_pi = f"Pi rounded to 2 decimal places: {pi:.2f}"

4. Template strings

此外，Python的标准库string模块中还有一种叫Template strings的方法。和前述的三种方法相比，这种方法的主要特征是允许将整个模板从业务逻辑中分离出来，在处理某些特丁特限定文本（比如生成邮件模板）时特别有用。使用起来类似于：

from string import Template

template = Template("Name: $name, Age: $age")
formatted_string = template.substitute(name="David", age=40)

Template strings适用于处理简单的文本替换任务，尤其是在需要避免复杂语法的场景中。

5. 格式化参数的控制

在格式化的过程中，除了简单地插入变量，更多时候我们需要对输出进行进一步的控制。Python的格式化允许我们指定填充字符、对齐方式、宽度、类型等。

对齐方式和宽度

# 左对齐宽度10
print(f"{name:<10}")
# 右对齐宽度10
print(f"{name:>10}")
# 居中对齐宽度10
print(f"{name:^10}")

填充字符

# 使用'='填充
print(f"{name:=^10}")

数值格式化

数值格式化是一个重要的功能，特别是在财务、统计或科学计算的上下文中，有以下几种常用的数值格式化操作：

number = 1234.56789
# 科学计数法
print(f"{number:e}")
# 以百分号显示
print(f"{number:.2%}")

6. 复杂数据结构的格式化

在现代的Python编程中，数据结构越来越复杂，可能包含嵌套的列表、字典，以及自定义的对象。Python的格式化方法足够灵活，可以用来处理这些复杂的数据结构。

data = {'name': 'Eve', 'age': 45, 'salary': 70000.5}
formatted_string = f"Name: {data['name']}, Age: {data['age']}, Salary: {data['salary']:,.2f}"

7. 自定义对象的格式化

有时候，我们可能需要格式化自定义的对象。在这种情况下，我们可以实现对象的 __format__ 方法来自定义格式化行为。例如：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __format__(self, format_spec):
        if format_spec == 'short':
            return f"{self.name[0]}. {self.age}"
        return f"{self.name}, {self.age}"

person = Person("Frank", 50)
print(f"{person:short}")

总结

Python的字符串格式化提供了多种强有力的工具，可以应对几乎所有的字符串表示需求。传统的百分号格式化已经不再推荐使用，而str.format()和f-strings提供了更加强大和优雅的解决方案。其中，f-strings因为其简洁性和灵活性，逐渐成为现代Python编写中的*。了解和掌握不同的格式化方法，将大大提升程序员在实际开发中处理字符串的能力和效率。不管是简单的输出显示，还是复杂的日志记录，熟练使用这些格式化方法是每一个Python开发者的必备技能。