Python 字符串格式化(Python IO)

利用print函数把信息打印到显示器，是我们编程中经常使用的功能。为了让打印的信息更容易读懂，就需要更好的格式来打印。Python提供了记住不同的格式化输出的方法。推荐的方法就是：f-字符串和str.format()函数。

f-字符串(f-string)

格式化的字符串字面值（简称为f-字符串），是在字符串的开始引号之前加上一个f或F。在这样的字符串中，我们可以在花括号{}中引用变量或Python表达式。

比如：

In [34]: site = '学Python'

In [35]: url = 'https://www.mochoublog.com/'

In [36]: f'The url of {site} is : {url}'
Out[36]: 'The url of 学Python is : https://www.mochoublog.com/'

In [37]: a, b = 10, 20

In [38]: f'the sum of {a} and {b} is {a+b}'
Out[38]: 'the sum of 10 and 20 is 30'

花括号{}里面的表达式可以有一些格式说明符，它们用来更好的控制值的格式化方式。比如下面这个例子，将浮点数保留到小数点后三位：

In [39]: pi = 3.1415926

In [40]: f'pi is {pi:0.3f}'
Out[40]: 'pi is 3.142'

上面这个f-字符串中的表达式，在:后面跟了限制小数点位数的格式说明符0.3f。

再比如下面这个限制最小字符宽度的，可以让输出保持列对齐：

In [41]: persons = {'Tom': 23, 'Jack': 29, 'William': 20}

In [42]: for name, age in persons.items():
     ...:     print(f'{name:10} : {age:5}')
     ...:
Tom        :    23
Jack       :    29
William    :    20

str.format() 方法

字符串本身提供的格式化方法format的基本用法如下：

In [53]: print('I am learning {} with {}'.format('Python', '莫愁'))
I am learning Python with 莫愁

从这个例子中我们可以看到，字符串里面的花括号被format方法传入的参数替换，所以，花括号的数量应该和传递给format的参数的数量保持一致，严格来说，花括号的数量不能多于format传递的参数的数量，否则会报错：

In [54]: print('I am learning {} with {}'.format('Python'))
---------------------------------------------------------------------------
IndexError          Traceback (most recent call last)
<ipython-input-54-11a586fa5126> in <module>
----> 1 print('I am learning {} with {}'.format('Python'))

IndexError: tuple index out of range

In [55]: print('I am learning {} with '.format('Python', '莫愁'))
I am learning Python with 

花括号中可以包含数字，用来表示传递给format()方法的对象的位置：

In [59]: print('{0} and {1}'.format('莫愁', 'Python'))
莫愁 and Python

In [60]: print('{1} and {0}'.format('莫愁', 'Python'))
Python and 莫愁

如果在format()方法中使用关键字参数，则使用参数的名称来引用它们的值：

In [62]: print('{name} is {age} years old'.format(
     ...: name='Tom', age=23))
Tom is 23 years old

当然，位置和关键字参数可以组合在一起使用：

In [63]: print('the {0} of {1}, {name} is {age} years old'.format('story', 'Tom',
     ...: name='Tom', age=23))
the story of Tom, Tom is 23 years old

我们可以给format传递一个字典和使用方括号[]来访问键来完成格式化：

In [80]: persons = {'Tom': 23, 'Jack': 29, 'William': 20}

In [81]: print('Tom:{0[Tom]:d}, Jack:{0[Jack]}, William:{0[William]:d}'.format(persons))
   Tom:23, Jack:29, William:20

其中花括号里面的0[Tom]:d的意思是，0代表传给format的第一个对象，即persons；[Tom]就是通过键来引用第一个对象中Tom对应的值，即23；:d是整数格式化说明符，如果Tom得到值是字符串就会报错：Unknown format code 'd' for object of type 'str'。

这里也可以使用**符合将字典作为关键字参数传递：

In [82]: print('Tom:{Tom:d}, Jack:{Jack}, William:{William:d}'.format(**persons))
          Tom:23, Jack:29, William:20

利用format方法，我们可以方便的生成一个整数和它的平方以及立方的表：

In [84]: for i in range(1, 10):
     ...:     print('{0:2d} {1:3d} {2:3d}'.format(i, i*i, i*i*i))
     ...: 
1   1   1
2   4   8 
3   9  27 
4  16  64 
5  25 125 
6  36 216 
7  49 343 
8  64 512 
9  81 729

手动格式化字符串

字符串对象str除了str.format()方法可以格式化外，还提供了一些方法进行格式化，比如：

str.rjust() 通过在左侧填充空格来对给定宽度的字段中的字符串进行右对齐，同样的，str.ljust()就是左对齐，str.center()就是中间对齐。

In [89]: 'abcd'.rjust(6)
Out[89]: '  abcd'

In [90]: 'abcd'.rjust(3)
Out[90]: 'abcd'

如果字符串的长度小于rjust()传递的值，就会在其左侧填充空格，并返回新的字符串；如果字符串的长度大于或等于rjust()传递的值，就不会做任何改变，原样返回字符串。

另外还有一个方法：str.zfill()，它会在字符串左边填充零，对于数字字符串它能识别正负号：

In [90]: 'abcd'.rjust(3)
Out[90]: 'abcd'

In [91]: 'abc'.zfill(10)
Out[91]: '0000000abc'

In [92]: '-3.14'.zfill(10)
Out[92]: '-000003.14'

In [93]: '12'.zfill(10)
Out[93]: '0000000012'

In [94]: '+12'.zfill(10)
Out[94]: '+000000012'

旧的字符串格式：%格式化方法

在Python 2中，使用百分号%进行格式化，跟C语言中的sprintf()非常相似。但在Python3中，更推荐使用str.format()方法或f-字符串格式化。所以这里就不再多讲%格式化的内容。

总结与练习

在Python3中，推荐使用两种字符串格式化的方法：str.format()和f-string格式化。分别练习如何使用这两种方法。