你所不知道的Python | 字符串格式化的演進(jìn)之路

Blackjun 發(fā)布于2019-07-30 16:50 / 609人閱讀

摘要：然而為了讓我們更方便的使用這個常用功能，語言本身也在對字符串格式化方法進(jìn)行迭代。不少使用過的小伙伴會知道其中的模板字符串，采用直接在字符串中內(nèi)嵌變量的方式進(jìn)行字符串格式化操作，在版本中也為我們帶來了類似的功能字面量格式化字符串，簡稱。

字符串格式化對于每個語言來說都是一個非常基礎(chǔ)和常用的功能，學(xué)習(xí)Python的同學(xué)大概都知道可以用%語法來格式化字符串。然而為了讓我們更方便的使用這個常用功能，語言本身也在對字符串格式化方法進(jìn)行迭代。

Python 2.6以前：%操作符

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

print("I"m %s. I"m %d year old" % ("Tom", 27))

%符號前面使用一個字符串作為模板，模板中有標(biāo)記格式的占位符號，%后面是一個tuple或者dict，用來傳遞需要格式化的值。占位符控制著顯示的格式，下面列表展示了占位符的種類：

占位符	內(nèi)容
%d	十進(jìn)制整數(shù)
%i	十進(jìn)制整數(shù)
%o	八進(jìn)制整數(shù)
%u	無符號整數(shù)
%x	無符號十六進(jìn)制（小寫）
%X	無符號十六進(jìn)制（大寫）
%e	浮點型（科學(xué)記數(shù)法，小寫）
%E	浮點型（科學(xué)記數(shù)法，大寫）
%f	浮點數(shù)
%F	浮點數(shù)
%g	浮點型，如果小數(shù)位數(shù)超過4位，使用科學(xué)記數(shù)法表示（小寫）
%G	浮點型，如果小數(shù)位數(shù)超過4位，使用科學(xué)記數(shù)法表示（大寫）
%c	單個字符
%r	字符串（調(diào)用repr()方法生成）
%s	字符串（調(diào)用str()方法生成）

除了對數(shù)據(jù)類型的指定，%操作符還支持更復(fù)雜的格式控制：

%[數(shù)據(jù)名稱][對齊標(biāo)志][寬度].[精度]類型

名稱	內(nèi)容
數(shù)據(jù)名稱	數(shù)據(jù)名稱用于字典賦值，如果%符號后面?zhèn)鬟f的數(shù)組就不需要填寫了
對齊標(biāo)志	有+、-、0、‘ ’四種，+表示顯示正負(fù)數(shù)符號，-表示左對齊，空格表示在左側(cè)填充一個空格，0表示用0填充
寬度	表示格式化后的字符串長度，位數(shù)不足用0或空格補(bǔ)齊
精度	小數(shù)點后的位數(shù)
類型	數(shù)據(jù)類型（參考占位符種類）

例如print("%053f" % "12.34")會輸出0012.340

Python 2.6：format函數(shù)

到Python2.6時，出現(xiàn)了一種新的字符串格式化方式，str.format()函數(shù)，相比于%操作符，format函數(shù)使用{}和:代替了%，威力更加強(qiáng)大，在映射關(guān)系方面，format函數(shù)支持位置映射、關(guān)鍵字映射、對象屬性映射、下標(biāo)映射等多種方式，不僅參數(shù)可以不按順序，也可以不用參數(shù)或者一個參數(shù)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(jìn)行位置映射，輸出"123 abc"

"{} {}".format("abc", 123)? # 可以不指定參數(shù)名稱，輸出"abc 123"

"{1} {0} {1}".format("abc", 123)? # 參數(shù)可以使用多次，輸出"123 abc 123"

"{name} {age}".format(name="tom", age=27)? # 可以按關(guān)鍵字映射，輸出"tom 27"

"{person.name} {person.age}".format(person=person)? # 可以按對象屬性映射，輸出"tom 27"

"{0[1]} {0[0]}".format(lst)? # 通過下標(biāo)映射

可以看到，format函數(shù)比%操作符使用起來更加方便，不需要記住太多各種占位符代表的意義，代碼可讀性也更高。在復(fù)雜格式控制方面，format函數(shù)也提供了更加強(qiáng)大的控制方式：

[[填充字符]對齊方式][符號標(biāo)志][#][寬度][,][.精度][類型]

例如：

"{:S^+#016,.2f}".format(1234)? # 輸出"SSS+1,234.00SSSS"

我們以上面的代碼為例，通過表格說明一下format格式控制參數(shù)：

類型	說明	示例說明
填充字符	不填時默認(rèn)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(shù)不足部分會用填充字符填充
符號標(biāo)志	+表示有符號（正數(shù)前顯示+，負(fù)數(shù)前顯示-），空格表示整數(shù)前加一個空格以和負(fù)數(shù)對齊	+表示正數(shù)前顯示空格
#	表示是否在二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制前顯示0b、0o、0x等符號	#表示顯示進(jìn)制符號，由于是十進(jìn)制，所以不顯示
寬度	表示輸出字符串的寬度	16表示字符串寬度為16，不足部分會補(bǔ)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(shù)點后數(shù)字位數(shù)	.2表示精度為2為
類型	s表示字符串類型，c表示字符類型，bod分別表示二八十進(jìn)制，xX表示小寫和大寫十六進(jìn)制，eE表示小寫和大寫的科學(xué)記數(shù)法，f表示浮點型	f表示浮點型數(shù)字

可以看到format函數(shù)在%基礎(chǔ)上豐富了格式控制種類，并且使輸出更容易。

Python 3.6：f-string

不少使用過ES6的小伙伴會知道其中的模板字符串，采用直接在字符串中內(nèi)嵌變量的方式進(jìn)行字符串格式化操作，Python在3.6版本中也為我們帶來了類似的功能：Formatted String Literals（字面量格式化字符串），簡稱f-string。

f-string就是以f""開頭的字符串，類似u""和b""，字符串內(nèi)容和format方法中的格式一樣，但是可以直接將變量帶入到字符串中，可讀性進(jìn)一步增加，例如：

amount = 1234
f"請轉(zhuǎn)賬給我{amount:,.2f}元"? #?"請轉(zhuǎn)賬給我1,234.00元"

同時，f-string的性能是比%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(zhí)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."

用時結(jié)果如下：

總結(jié)

如果你的項目使用的Python版本已經(jīng)提升到3.6，f-string格式化是首選方式，不僅在保持功能強(qiáng)大的同時語義上更容易理解，而且性能也有較大的提升。如果項目還沒有提升到3.6或者使用的2.7，更建議使用format，雖然性能上沒有優(yōu)勢，但是語義上還是比%操作符更加便于理解的，功能也更加強(qiáng)大。

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