PyTips 0x0a - Python 字符串的格式化

项目地址：https://git.io/pytips

相信很多人在格式化字符串的时候都用"%s" % v的语法，PEP 3101 提出一种更先进的格式化方法 str.format() 并成为 Python 3 的标准用来替换旧的 %s 格式化语法，CPython 从 2.6 开始已经实现了这一方法（其它解释器未考证）。

format()

新的 format() 方法其实更像是一个简略版的模板引起（Template Engine），功能非常丰富，官方文档对其语法的描述如下：

"""
replacement_field ::=  "{" [field_name] ["!" conversion] [":" format_spec] "}"
field_name        ::=  arg_name ("." attribute_name | "[" element_index "]")*
arg_name          ::=  [identifier | integer]
attribute_name    ::=  identifier
element_index     ::=  integer | index_string
index_string      ::=  <any source character except "]"> +
conversion        ::=  "r" | "s" | "a"
format_spec       ::=  <described in the next section>
"""
pass # Donot output

我将其准换成铁路图的形式，（可能）更直观一些：

模板中替换变量用 {} 包围，且由 : 分为两部分，其中后半部分 format_spec 在后面会单独讨论。前半部分有三种用法：

1. 空

2. 代表位置的数字

3. 代表keyword的标识符

这与函数调用的参数类别是一致的：

print("{} {}".format("Hello", "World"))
# is equal to...
print("{0} {1}".format("Hello", "World"))
print("{hello} {world}".format(hello="Hello", world="World"))

print("{0}{1}{0}".format("H", "e"))

Hello World
Hello World
Hello World
HeH

除此之外，就像在0x05 函数参数与解包中提到的一样，format() 中也可以直接使用解包操作：

print("{lang}.{suffix}".format(**{"lang": "Python", "suffix": "py"}))
print("{} {}".format(*["Python", "Rocks"]))

Python.py
Python Rocks

在模板中还可以通过 .identifier 和 [key] 的方式获取变量内的属性或值（需要注意的是 "{}{}" 相当于 "{0}{1}"）：

data = {'name': 'Python', 'score': 100}
print("Name: {0[name]}, Score: {0[score]}".format(data)) # 不需要引号

langs = ["Python", "Ruby"]
print("{0[0]} vs {0[1]}".format(langs))

print("\n====\nHelp(format):\n {.__doc__}".format(str.format))

Name: Python, Score: 100
Python vs Ruby

====
Help(format):
 S.format(*args, **kwargs) -> str

Return a formatted version of S, using substitutions from args and kwargs.
The substitutions are identified by braces ('{' and '}').

强制转换

可以通过 ! + r|s|a 的方式对替换的变量进行强制转换：

1. "{!r}" 对变量调用 repr()

2. "{!s}" 对变量调用 str()

3. "{!a}" 对变量调用 ascii()

格式

最后 : 之后的部分定义输出的样式：

align 代表对齐方向，通常要配合 width 使用，而 fill 则是填充的字符（默认为空白）：

for align, text in zip("<^>", ["left", "center", "right"]):
    print("{:{fill}{align}16}".format(text, fill=align, align=align))
    
print("{:0=10}".format(100)) # = 只允许数字

left<<<<<<<<<<<<
^^^^^center^^^^^
>>>>>>>>>>>right
0000000100

同时可以看出，样式设置里面可以嵌套 {} ，但是必须通过 keyword 指定，且只能嵌套一层。

接下来是符号样式：+|-|' ' 分别指定数字是否需要强制符号（其中空格是指在正数的时候不显示 + 但保留一位空格）：

print("{0:+}\n{1:-}\n{0: }".format(3.14, -3.14))

+3.14
-3.14
 3.14

# 用于表示特殊格式的数字（二进制、十六进制等）是否需要前缀符号；, 也是用于表示数字时是否需要在千位处进行分隔；0 相当于前面的 {:0=} 右对齐并用 0 补充空位：

print("Binary: {0:b} => {0:#b}".format(3))

print("Large Number: {0:} => {0:,}".format(1.25e6))

print("Padding: {0:16} => {0:016}".format(3))

Binary: 11 => 0b11
Large Number: 1250000.0 => 1,250,000.0
Padding:                3 => 0000000000000003

最后两个就是我们熟悉的小数点精度 .n 和格式化类型了，这里仅给出一些示例，详细内容可以查阅文档：

from math import pi
print("pi = {pi:.2}, also = {pi:.7}".format(pi=pi))

pi = 3.1, also = 3.141593

Integer

for t in "b c d #o #x #X n".split():
    print("Type {0:>2} of {1} shows: {1:{t}}".format(t, 97, t=t))

Type  b of 97 shows: 1100001
Type  c of 97 shows: a
Type  d of 97 shows: 97
Type #o of 97 shows: 0o141
Type #x of 97 shows: 0x61
Type #X of 97 shows: 0X61
Type  n of 97 shows: 97

Float

for t, n in zip("eEfFgGn%", [12345, 12345, 1.3, 1.3, 1, 2, 3.14, 0.985]):
    print("Type {} shows: {:.2{t}}".format(t, n, t=t))

Type e shows: 1.23e+04
Type E shows: 1.23E+04
Type f shows: 1.30
Type F shows: 1.30
Type g shows: 1
Type G shows: 2
Type n shows: 3.1
Type % shows: 98.50%

String (default)

try:
    print("{:s}".format(123))
except:
    print("{}".format(456))

456

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