Python格式化字符串f-string概览
简介
f-string,亦称为格式化字符串常量(formatted string literals),是Python3.6新引入的一种字符串格式化方法,该方法源于PEP 498 – Literal String Interpolation,主要目的是使格式化字符串的操作更加简便。f-string在形式上是以 f
或 F
修饰符引领的字符串(f'xxx'
或 F'xxx'
),以大括号 {}
标明被替换的字段;f-string在本质上并不是字符串常量,而是一个在运行时运算求值的表达式:
While other string literals always have a constant value, formatted strings are really expressions evaluated at run time.
(与具有恒定值的其它字符串常量不同,格式化字符串实际上是运行时运算求值的表达式。)
—— Python Documentation
f-string在功能方面不逊于传统的%-formatting语句和str.format()
函数,同时性能又优于二者,且使用起来也更加简洁明了,因此对于Python3.6及以后的版本,推荐使用f-string进行字符串格式化。
用法
此部分内容主要参考以下资料:
- Python Documentation – Formatted String Literals
- Python Documentation – Format String Syntax
- PEP 498 – Literal String Interpolation
- Python 3’s f-Strings: An Improved String Formatting Syntax (Guide)
- python3 f-string格式化字符串的高级用法
- Python 3: An Intro to f-strings
简单使用
f-string用大括号 {}
表示被替换字段,其中直接填入替换内容:
>>> name = 'Eric'
>>> f'Hello, my name is {name}'
'Hello, my name is Eric'>>> number = 7
>>> f'My lucky number is {number}'
'My lucky number is 7'>>> price = 19.99
>>> f'The price of this book is {price}'
'The price of this book is 19.99'
表达式求值与函数调用
f-string的大括号 {}
可以填入表达式或调用函数,Python会求出其结果并填入返回的字符串内:
>>> f'A total number of {24 * 8 + 4}'
'A total number of 196'>>> f'Complex number {(2 + 2j) / (2 - 3j)}'
'Complex number (-0.15384615384615388+0.7692307692307692j)'>>> name = 'ERIC'
>>> f'My name is {name.lower()}'
'My name is eric'>>> import math
>>> f'The answer is {math.log(math.pi)}'
'The answer is 1.1447298858494002'
引号、大括号与反斜杠
f-string大括号内所用的引号不能和大括号外的引号定界符冲突,可根据情况灵活切换 '
和 "
:
>>> f'I am {"Eric"}'
'I am Eric'
>>> f'I am {'Eric'}'File "<stdin>", line 1f'I am {'Eric'}'^
SyntaxError: invalid syntax
若 '
和 "
不足以满足要求,还可以使用 '''
和 """
:
>>> f"He said {"I'm Eric"}"File "<stdin>", line 1f"He said {"I'm Eric"}"^
SyntaxError: invalid syntax>>> f'He said {"I'm Eric"}'File "<stdin>", line 1f'He said {"I'm Eric"}'^
SyntaxError: invalid syntax>>> f"""He said {"I'm Eric"}"""
"He said I'm Eric"
>>> f'''He said {"I'm Eric"}'''
"He said I'm Eric"
大括号外的引号还可以使用 \
转义,但大括号内不能使用 \
转义:
>>> f'''He\'ll say {"I'm Eric"}'''
"He'll say I'm Eric"
>>> f'''He'll say {"I\'m Eric"}'''File "<stdin>", line 1
SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash
f-string大括号外如果需要显示大括号,则应输入连续两个大括号 {{
和 }}
:
>>> f'5 {"{stars}"}'
'5 {stars}'
>>> f'{{5}} {"stars"}'
'{5} stars'
上面提到,f-string大括号内不能使用 \
转义,事实上不仅如此,f-string大括号内根本就不允许出现 \
。如果确实需要 \
,则应首先将包含 \
的内容用一个变量表示,再在f-string大括号内填入变量名:
>>> f"newline: {ord('\n')}"File "<stdin>", line 1
SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash>>> newline = ord('\n')
>>> f'newline: {newline}'
'newline: 10'
多行f-string
f-string还可用于多行字符串:
>>> name = 'Eric'
>>> age = 27
>>> f"Hello!" \
... f"I'm {name}." \
... f"I'm {age}."
"Hello!I'm Eric.I'm 27."
>>> f"""Hello!
... I'm {name}.
... I'm {age}."""
"Hello!\n I'm Eric.\n I'm 27."
自定义格式:对齐、宽度、符号、补零、精度、进制等
f-string采用 {content:format}
设置字符串格式,其中 content
是替换并填入字符串的内容,可以是变量、表达式或函数等,format
是格式描述符。采用默认格式时不必指定 {:format}
,如上面例子所示只写 {content}
即可。
关于格式描述符的详细语法及含义可查阅Python官方文档,这里按使用时的先后顺序简要介绍常用格式描述符的含义与作用:
对齐相关格式描述符
格式描述符 | 含义与作用 |
---|---|
<
|
左对齐(字符串默认对齐方式) |
>
|
右对齐(数值默认对齐方式) |
^
|
居中 |
数字符号相关格式描述符
格式描述符 | 含义与作用 |
---|---|
+
|
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
|
注:仅适用于数值类型。
数字显示方式相关格式描述符
格式描述符 | 含义与作用 |
---|---|
#
|
切换数字显示方式 |
注1:仅适用于数值类型。
注2:#
对不同数值类型的作用效果不同,详见下表:
数值类型 |
不加# (默认)
|
加#
|
区别 |
---|---|---|---|
二进制整数 |
'1111011'
|
'0b1111011'
|
开头是否显示 0b
|
八进制整数 |
'173'
|
'0o173'
|
开头是否显示 0o
|
十进制整数 |
'123'
|
'123'
|
无区别 |
十六进制整数(小写字母) |
'7b'
|
'0x7b'
|
开头是否显示 0x
|
十六进制整数(大写字母) |
'7B'
|
'0X7B'
|
开头是否显示 0X
|
宽度与精度相关格式描述符
格式描述符 | 含义与作用 |
---|---|
width
|
整数 width 指定宽度
|
0width
|
整数 width 指定宽度,开头的 0 指定高位用 0 补足宽度
|
width.precision
|
整数 width 指定宽度,整数 precision 指定显示精度
|
注1:0width
不可用于复数类型和非数值类型,width.precision
不可用于整数类型。
注2:width.precision
用于不同格式类型的浮点数、复数时的含义也不同:用于 f
、F
、e
、E
和 %
时 precision
指定的是小数点后的位数,用于 g
和 G
时 precision
指定的是有效数字位数(小数点前位数+小数点后位数)。
注3:width.precision
除浮点数、复数外还可用于字符串,此时 precision
含义是只使用字符串中前 precision
位字符。
示例:
>>> a = 123.456
>>> f'a is {a:8.2f}'
'a is 123.46'
>>> f'a is {a:08.2f}'
'a is 00123.46'
>>> f'a is {a:8.2e}'
'a is 1.23e+02'
>>> f'a is {a:8.2%}'
'a is 12345.60%'
>>> f'a is {a:8.2g}'
'a is 1.2e+02'>>> s = 'hello'
>>> f's is {s:8s}'
's is hello '
>>> f's is {s:8.3s}'
's is hel '
千位分隔符相关格式描述符
格式描述符 | 含义与作用 |
---|---|
,
|
使用, 作为千位分隔符
|
_
|
使用_ 作为千位分隔符
|
注1:若不指定 ,
或 _
,则f-string不使用任何千位分隔符,此为默认设置。
注2:,
仅适用于浮点数、复数与十进制整数:对于浮点数和复数,,
只分隔小数点前的数位。
注3:_
适用于浮点数、复数与二、八、十、十六进制整数:对于浮点数和复数,_
只分隔小数点前的数位;对于二、八、十六进制整数,固定从低位到高位每隔四位插入一个 _
(十进制整数是每隔三位插入一个 _
)。
示例:
>>> a = 1234567890.098765
>>> f'a is {a:f}'
'a is 1234567890.098765'
>>> f'a is {a:,f}'
'a is 1,234,567,890.098765'
>>> f'a is {a:_f}'
'a is 1_234_567_890.098765'>>> b = 1234567890
>>> f'b is {b:_b}'
'b is 100_1001_1001_0110_0000_0010_1101_0010'
>>> f'b is {b:_o}'
'b is 111_4540_1322'
>>> f'b is {b:_d}'
'b is 1_234_567_890'
>>> f'b is {b:_x}'
'b is 4996_02d2'
格式类型相关格式描述符
基本格式类型
格式描述符 | 含义与作用 | 适用变量类型 |
---|---|---|
s
|
普通字符串格式 | 字符串 |
b
|
二进制整数格式 | 整数 |
c
|
字符格式,按unicode编码将整数转换为对应字符 | 整数 |
d
|
十进制整数格式 | 整数 |
o
|
八进制整数格式 | 整数 |
x
|
十六进制整数格式(小写字母) | 整数 |
X
|
十六进制整数格式(大写字母) | 整数 |
e
|
科学计数格式,以 e 表示 ×10^
|
浮点数、复数、整数(自动转换为浮点数) |
E
|
与 e 等价,但以 E 表示 ×10^
|
浮点数、复数、整数(自动转换为浮点数) |
f
|
定点数格式,默认精度(precision )是6
|
浮点数、复数、整数(自动转换为浮点数) |
F
|
与 f 等价,但将 nan 和 inf 换成 NAN 和 INF
|
浮点数、复数、整数(自动转换为浮点数) |
g
|
通用格式,小数用 f ,大数用 e
|
浮点数、复数、整数(自动转换为浮点数) |
G
|
与 G 等价,但小数用 F ,大数用 E
|
浮点数、复数、整数(自动转换为浮点数) |
%
|
百分比格式,数字自动乘上100后按 f 格式排版,并加 % 后缀
|
浮点数、整数(自动转换为浮点数) |
常用的特殊格式类型:标准库 datetime
给定的用于排版时间信息的格式类型,适用于 date
、datetime
和 time
对象
格式描述符 | 含义 | 显示样例 |
---|---|---|
%a
|
星期几(缩写) |
'Sun'
|
%A
|
星期几(全名) |
'Sunday'
|
%w
|
星期几(数字,0 是周日,6 是周六)
|
'0'
|
%u
|
星期几(数字,1 是周一,7 是周日)
|
'7'
|
%d
|
日(数字,以 0 补足两位)
|
'07'
|
%b
|
月(缩写) |
'Aug'
|
%B
|
月(全名) |
'August'
|
%m
|
月(数字,以 0 补足两位)
|
'08'
|
%y
|
年(后两位数字,以 0 补足两位)
|
'14'
|
%Y
|
年(完整数字,不补零) |
'2014'
|
%H
|
小时(24小时制,以 0 补足两位)
|
'23'
|
%I
|
小时(12小时制,以 0 补足两位)
|
'11'
|
%p
|
上午/下午 |
'PM'
|
%M
|
分钟(以 0 补足两位)
|
'23'
|
%S
|
秒钟(以 0 补足两位)
|
'56'
|
%f
|
微秒(以 0 补足六位)
|
'553777'
|
%z
|
UTC偏移量(格式是 ±HHMM[SS] ,未指定时区则返回空字符串)
|
'+1030'
|
%Z
|
时区名(未指定时区则返回空字符串) |
'EST'
|
%j
|
一年中的第几天(以 0 补足三位)
|
'195'
|
%U
|
一年中的第几周(以全年首个周日后的星期为第0周,以 0 补足两位)
|
'27'
|
%w
|
一年中的第几周(以全年首个周一后的星期为第0周,以 0 补足两位)
|
'28'
|
%V
|
一年中的第几周(以全年首个包含1月4日的星期为第1周,以 0 补足两位)
|
'28'
|
综合示例
>>> a = 1234
>>> f'a is {a:^#10X}' # 居中,宽度10位,十六进制整数(大写字母),显示0X前缀
'a is 0X4D2 '>>> b = 1234.5678
>>> f'b is {b:<+10.2f}' # 左对齐,宽度10位,显示正号(+),定点数格式,2位小数
'b is +1234.57 '>>> c = 12345678
>>> f'c is {c:015,d}' # 高位补零,宽度15位,十进制整数,使用,作为千分分割位
'c is 000,012,345,678'>>> d = 0.5 + 2.5j
>>> f'd is {d:30.3e}' # 宽度30位,科学计数法,3位小数
'd is 5.000e-01+2.500e+00j'>>> import datetime
>>> e = datetime.datetime.today()
>>> f'the time is {e:%Y-%m-%d (%a) %H:%M:%S}' # datetime时间格式
'the time is 2018-07-14 (Sat) 20:46:02'
lambda表达式
f-string大括号内也可填入lambda表达式,但lambda表达式的 :
会被f-string误认为是表达式与格式描述符之间的分隔符,为避免歧义,需要将lambda表达式置于括号 ()
内:
>>> f'result is {lambda x: x ** 2 + 1 (2)}'File "<fstring>", line 1(lambda x)^
SyntaxError: unexpected EOF while parsing>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2)}'
'result is 5'
>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2):<+7.2f}'
'result is +5.00 '
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