詳解str.format()的基本文法與進階用法

本文主要給大家詳細介紹的是python程式設計中str.format()的基本語法和進階用法，非常的詳細，並附有範例，希望大家能夠喜歡

1. str.format 的引入

在Python 中，我們可以使用+ 來連接字串#，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複雜的字串連接時，如果仍然使用+ 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，我們想要列印這樣一筆記錄：

User:John has completed Action:payment at Time:13:30:00 

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

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。

我們可以改用 % 來實現：

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

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作方式，也是官方更推薦的方式：使用str.format() 來實作字串的格式化：

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

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接操作。 Python 的內建類型 str 和 unicode 都支援使用 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 {} 來包圍替換字段，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")

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序替換。

2.2. 使用關鍵字索引

除了透過位置來指定目標字串，我們也可以透過關鍵字來指定它。

例如：

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

使用關鍵字索引的好處是，我們不需要關心參數的位置，且字串的最終結果能夠一目了然。在以後的程式碼維護中，我們能夠快速地修改對應的參數，而不用對照字串挨個去尋找對應的參數。

注意：如果字串本身含有花括號，則需要重複兩次來轉義。例如，字串本身含有 {，為了讓 Python 知道這是一個普通字符，而不是用於包圍替換字段的花括號，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。熟練此方法，能夠為以後的字串處理打好基礎，還能節省不少時間。

3.1. 存取參數的屬性或元素

在使用str.format 來格式化字串時，我們通常會將目標字串作為參數傳遞給format 方法。實際上，我們也可以在格式化字串中存取參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)

3.2. 參數輸出轉換

參數的字串輸出，預設是由其自身的format 方法來實現的。也就是說，Python 使用參數的 format 輸出來取代替換欄位。如果我們想要呼叫str() 或repr() 來轉換參數，可以透過加入轉換標誌來實現：

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

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

4. str.format 一般形式

格式化字串的一般形式如下：

"... {field_name!conversion:format_spec} ..."

從上面的程式碼可以看到，格式化字串可分為field_name、conversion、format_spec 三個部分，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。欄位名稱後面可以透過點來存取屬性，或透過方括號來存取元素。

在這裡，我們將重點放在格式描述（format_spec）這一項。

格式描述含有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]
fill
可以是任意字符，預設為空格。

align
僅當指定最小寬度時​​有效。

292c55aad8a53e0bf5fe967324908246 右對齊
= 僅對數字有效；將填滿字元放到符號與數字間，例如+0001234
^ 居中對齊
sign
只對數字有效

+ 所有數字皆有符號
- 僅負數有符號（預設選項）
 即空格；正數前面有空格，負數前面帶符號
'#'
只對整數有效

自動在二進位、八進位、十六進位數值前加入對應的0b、0o、0x。

','
會自動在每三個數字之間加上 , 分隔符號。

width
十進位數字，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 前面加上一個0來實現自動填入0，等價於 fill 設為 0 並且 align 設為 =。

precision
用來決定浮點數的精確度，或字串的最大長度。不可用於整數數值。

type
確定參數類型，預設為 s ，即字串。

整數輸出類型：

b：以二進位格式輸出
c：將整數轉換成對應的unicode 字元
d：以十進位輸出（預設選項）
o：以八進位輸出
x：以十六進位小寫輸出
X：以十六進位大寫輸出
n：與d 相同，但使用目前環境的分隔符號來分隔每3位數字

十進位浮點數輸出型別：

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，但使用目前環境的分隔符號來分隔每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

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