1. str.format 的引入

在 Python 中，我們可以使用 + 來連接字符串，在簡單情況下這種方式能夠很好的工作。但是當(dāng)我們需要進(jìn)行復(fù)雜的字符串連接時(shí)，如果依然使用 + 來完成，不僅會(huì)使代碼變得晦澀難懂，還會(huì)讓代碼變得難以維護(hù)，此時(shí)這種方式就顯得力不從心了。

例如，我們想打印這樣一條記錄：

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

如果使用加號(hào)實(shí)現(xiàn)，會(huì)是下面這種形式：

print "User:" + user_name + " has completed Action:" + \ 
      action_name + " at Time:" + current_time

如果以后回過頭來閱讀這段代碼，我們很難直觀看出它的輸出格式，且修改起來也相對(duì)麻煩。

我們可以換用 % 來實(shí)現(xiàn)：

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

這回代碼變得清晰簡潔多了。

不過，Python 為我們提供了另一種簡潔優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)方式，也是官方更加推薦的方式：使用 str.format() 來實(shí)現(xiàn)字符串的格式化：

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

str.format 既能夠用于簡單的場(chǎng)景，也能夠勝任復(fù)雜的字符串替換，而無需繁瑣的字符串連接操作。Python 的內(nèi)置類型 str 和 unicode 均支持使用 str.format() 來格式化字符串。

我們接下來就詳細(xì)地討論 str.format() 的具體用法。

2. str.format 基本語法

格式化字符串使用花括號(hào) {} 來包圍替換字段，也就是待替換的字符串。而未被花括號(hào)包圍的字符會(huì)原封不動(dòng)地出現(xiàn)在結(jié)果中。

2.1. 使用位置索引

以下兩種寫法是等價(jià)的：

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

"Hello, {0} and {1}!".format("John", "Mary")

花括號(hào)內(nèi)部可以寫上目標(biāo)字符串的索引，也可以省略。如果省略，則按 format 括號(hào)里的目標(biāo)字符串順序依次替換。

2.2. 使用關(guān)鍵字索引

除了通過位置來指定目標(biāo)字符串，我們還可以通過關(guān)鍵字來指定它。

例如：

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

使用關(guān)鍵字索引的好處是，我們無需關(guān)心參數(shù)的位置，且字符串的最終結(jié)果能夠一目了然。在以后的代碼維護(hù)中，我們能夠快速地修改對(duì)應(yīng)的參數(shù)，而不用對(duì)照字符串挨個(gè)去尋找相應(yīng)的參數(shù)。

注意：如果字符串本身含有花括號(hào)，則需要將其重復(fù)兩次來轉(zhuǎn)義。例如，字符串本身含有 {，為了讓 Python 知道這是一個(gè)普通字符，而不是用于包圍替換字段的花括號(hào)，我們只需將它改寫成 {{ 即可。

3. str.format 高級(jí)語法

str.format 非常強(qiáng)大，足以完成日常工作中遇到的格式化輸出。熟練掌握該方法，能夠?yàn)橐院蟮淖址幚泶蚝没A(chǔ)，還能節(jié)省不少時(shí)間。

3.1. 訪問參數(shù)的屬性或元素

在使用 str.format 來格式化字符串時(shí)，我們通常將目標(biāo)字符串作為參數(shù)傳遞給 format 方法。實(shí)際上，我們還可以在格式化字符串中訪問參數(shù)的某個(gè)屬性或某個(gè)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(shù)輸出轉(zhuǎn)換

參數(shù)的字符串輸出，默認(rèn)是由其自身的 __format__ 方法來實(shí)現(xiàn)的。也就是說，Python 使用參數(shù)的 __format__ 輸出來取代替換字段。如果我們想調(diào)用 str() 或 repr() 來轉(zhuǎn)換參數(shù)，可以通過添加 轉(zhuǎn)換標(biāo)志 來實(shí)現(xiàn)：

# 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

格式化字符串的一般形式如下：

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

從上面的代碼可以看到，格式化字符串可分為 field_name、conversion、format_spec 三部分，分別對(duì)應(yīng)替換字段名稱（索引）、轉(zhuǎn)換標(biāo)志、格式描述。其中，字段名稱是必選的，而后兩者是可選的。轉(zhuǎn)換標(biāo)志緊跟在英文感嘆號(hào)后面，而格式描述緊跟在英文冒號(hào)后面。

前面已經(jīng)提到過，字段名稱既可是位置索引，也可是關(guān)鍵字索引。字段名稱后面可以通過點(diǎn)來訪問屬性，或通過方括號(hào)來訪問元素。

在這里，我們重點(diǎn)看一下格式描述（format_spec）這一項(xiàng)。

格式描述中含有6個(gè)選項(xiàng)，分別是 fill、align、sign、width、precision、type。 它們的位置關(guān)系如下：

[[fill]align][sign][#][0][width][,][.precision][type]
fill
可以是任意字符，默認(rèn)為空格。

align
僅當(dāng)指定最小寬度時(shí)有效。

< 左對(duì)齊（默認(rèn)選項(xiàng)）
> 右對(duì)齊
= 僅對(duì)數(shù)字有效；將填充字符放到符號(hào)與數(shù)字間，例如 +0001234
^ 居中對(duì)齊
sign
僅對(duì)數(shù)字有效

+ 所有數(shù)字均帶有符號(hào)
- 僅負(fù)數(shù)帶有符號(hào)（默認(rèn)選項(xiàng)）
 即空格；正數(shù)前面帶空格，負(fù)數(shù)前面帶符號(hào)
'#'
只對(duì)整數(shù)有效

自動(dòng)在二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)值前添加對(duì)應(yīng)的 0b、0o、 0x。

','
自動(dòng)在每三個(gè)數(shù)字之間添加 , 分隔符。

width
十進(jìn)制數(shù)字，定義最小寬度。如果未指定，則由內(nèi)容的寬度來決定。

如果沒有指定對(duì)齊方式（align），那么可以在 width 前面添加一個(gè)0來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)填充0，等價(jià)于 fill 設(shè)為 0 并且 align 設(shè)為 =。

precision
用于確定浮點(diǎn)數(shù)的精度，或字符串的最大長度。不可用于整型數(shù)值。

type
確定參數(shù)類型，默認(rèn)為 s ，即字符串。

整數(shù)輸出類型：

b：以二進(jìn)制格式輸出
c：將整數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的 unicode 字符
d：以十進(jìn)制輸出（默認(rèn)選項(xiàng)）
o：以八進(jìn)制輸出
x：以十六進(jìn)制小寫輸出
X：以十六進(jìn)制大寫輸出
n：與 d 相同，但使用當(dāng)前環(huán)境的分隔符來分隔每3位數(shù)字

十進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)輸出類型：

e：指數(shù)標(biāo)記；使用科學(xué)計(jì)數(shù)法輸出，用e來表示指數(shù)部分，默認(rèn) precision 為6
E：與 e 相同，但使用大寫 E 來表示指數(shù)部分
f：以定點(diǎn)形式輸出數(shù)值，默認(rèn) precision 為6
F：與 f 相同
g：通用格式；對(duì)于給定的 precision p >= 1，取數(shù)值的p位有效數(shù)字，并以定點(diǎn)或科學(xué)計(jì)數(shù)法輸出（默認(rèn)選項(xiàng)）
G：通用格式；與 g 相同，當(dāng)數(shù)值過大時(shí)使用 E 來表示指數(shù)部分
n：與 g 相同，但使用當(dāng)前環(huán)境的分隔符來分隔每3位數(shù)字
%：百分比標(biāo)記；使用百分比的形式輸出數(shù)值，同時(shí)設(shè)定 f 標(biāo)記

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