Python格式化字符串f-string概览(小结)
简介
f-string，亦称为格式化字符串常量（formattedstringliterals），是Python3.6新引入的一种字符串格式化方法，该方法源于PEP498–LiteralStringInterpolation，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：
Whileotherstringliteralsalwayshaveaconstantvalue,formattedstringsarereallyexpressionsevaluatedatruntime.
（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。）
——PythonDocumentation
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：
PythonDocumentation–FormattedStringLiterals
PythonDocumentation–FormatStringSyntax
PEP498–LiteralStringInterpolation
Python3'sf-Strings:AnImprovedStringFormattingSyntax(Guide)
python3f-string格式化字符串的高级用法
Python3:AnIntrotof-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,mynameis{name}'
'Hello,mynameisEric'
>>>number=7
>>>f'Myluckynumberis{number}'
'Myluckynumberis7'
>>>price=19.99
>>>f'Thepriceofthisbookis{price}'
'Thepriceofthisbookis19.99'
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'Atotalnumberof{24*8+4}'
'Atotalnumberof196'
>>>f'Complexnumber{(2+2j)/(2-3j)}'
'Complexnumber(-0.15384615384615388+0.7692307692307692j)'
>>>name='ERIC'
>>>f'Mynameis{name.lower()}'
'Mynameiseric'
>>>importmath
>>>f'Theansweris{math.log(math.pi)}'
'Theansweris1.1447298858494002'
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'Iam{"Eric"}'
'IamEric'
>>>f'Iam{'Eric'}'
File"",line1
f'Iam{'Eric'}'
^
SyntaxError:invalidsyntax
若'和"不足以满足要求，还可以使用'''和"""：
>>>f"Hesaid{"I'mEric"}"
File"",line1
f"Hesaid{"I'mEric"}"
^
SyntaxError:invalidsyntax
>>>f'Hesaid{"I'mEric"}'
File"",line1
f'Hesaid{"I'mEric"}'
^
SyntaxError:invalidsyntax
>>>f"""Hesaid{"I'mEric"}"""
"HesaidI'mEric"
>>>f'''Hesaid{"I'mEric"}'''
"HesaidI'mEric"
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\'llsay{"I'mEric"}'''
"He'llsayI'mEric"
>>>f'''He'llsay{"I\'mEric"}'''
File"",line1
SyntaxError:f-stringexpressionpartcannotincludeabackslash
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"",line1
SyntaxError:f-stringexpressionpartcannotincludeabackslash
>>>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'mEric.I'm27."
>>>f"""Hello!
...I'm{name}.
...I'm{age}."""
"Hello!\nI'mEric.\nI'm27."
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：
| 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'ais{a:8.2f}'
'ais123.46'
>>>f'ais{a:08.2f}'
'ais00123.46'
>>>f'ais{a:8.2e}'
'ais1.23e+02'
>>>f'ais{a:8.2%}'
'ais12345.60%'
>>>f'ais{a:8.2g}'
'ais1.2e+02'
>>>s='hello'
>>>f'sis{s:8s}'
'sishello'
>>>f'sis{s:8.3s}'
'sishel'
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'ais{a:f}'
'ais1234567890.098765'
>>>f'ais{a:,f}'
'ais1,234,567,890.098765'
>>>f'ais{a:_f}'
'ais1_234_567_890.098765'
>>>b=1234567890
>>>f'bis{b:_b}'
'bis100_1001_1001_0110_0000_0010_1101_0010'
>>>f'bis{b:_o}'
'bis111_4540_1322'
>>>f'bis{b:_d}'
'bis1_234_567_890'
>>>f'bis{b:_x}'
'bis4996_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'ais{a:^#10X}'#居中，宽度10位，十六进制整数（大写字母），显示0X前缀
'ais0X4D2'
>>>b=1234.5678
>>>f'bis{b:<+10.2f}'#左对齐，宽度10位，显示正号（+），定点数格式，2位小数
'bis+1234.57'
>>>c=12345678
>>>f'cis{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
'cis000,012,345,678'
>>>d=0.5+2.5j
>>>f'dis{d:30.3e}'#宽度30位，科学计数法，3位小数
'dis5.000e-01+2.500e+00j'
>>>importdatetime
>>>e=datetime.datetime.today()
>>>f'thetimeis{e:%Y-%m-%d(%a)%H:%M:%S}'#datetime时间格式
'thetimeis2018-07-14(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'resultis{lambdax:x**2+1(2)}'
File"",line1
(lambdax)
^
SyntaxError:unexpectedEOFwhileparsing
>>>f'resultis{(lambdax:x**2+1)(2)}'
'resultis5'
>>>f'resultis{(lambdax:x**2+1)(2):<+7.2f}'
'resultis+5.00'
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