淺析Python 中幾種字符串格式化方法及其比較

更新時(shí)間：2019年07月02日 17:09:54 作者：棲遲于一丘

在 Python 中，提供了很多種字符串格式化的方式，分別是 %-formatting、str.format 和 f-string 。這篇文章主要介紹了Python 中幾種字符串格式化方法及其比較,需要的朋友可以參考下

起步

在 Python 中，提供了很多種字符串格式化的方式，分別是 %-formatting、str.format 和 f-string 。本文將比較這幾種格式化方法。

%- 格式化

這種格式化方式來(lái)自于 C 語(yǔ)言風(fēng)格的 sprintf 形式:

name = "weapon"
"Hello, %s." % name

C 語(yǔ)言的給實(shí)話風(fēng)格深入人心，通過(guò) % 進(jìn)行占位。

為什么 %-formatting不好

不好的地方在于，如果字符串較長(zhǎng)或較多的參數(shù)，那么可讀性就變得很差。

str.format 格式化

PEP-3101 帶來(lái)了 str.format ，它是對(duì) %-formatting 的改進(jìn)。它使用正常的函數(shù)調(diào)用語(yǔ)法，并且可以通過(guò)對(duì)要轉(zhuǎn)換為字符串的對(duì)象的 __format __() 方法進(jìn)行擴(kuò)展。

"Hello, {}. You are {}.".format(name, age)

并支持字典形式傳參，免于位置參數(shù)帶來(lái)的麻煩：

"Hello, {name}. You are {age}.".format(name=name, age=age)

這兩種方式代碼效果相同，只是第一種方法需要嚴(yán)格控制傳入的參數(shù)位置，而第二種方法沒(méi)有這種限制, 并增加了代碼的可讀性。各種技巧可查看 Format Specification Mini-Language

為什么 str.format() 并不好

雖然它解決了字符串冗長(zhǎng)情況下的可讀性，但需要對(duì)字典傳參基本是要重寫一遍變量名，不夠優(yōu)雅。

f-string 格式化

PEP-0498 帶來(lái)了 f-string 方式，它從 Python3.6 開始支持。這種方式也是使用 __format__ 協(xié)議進(jìn)行格式化。

name = "Eric"
age = 74
f"Hello, {name}. You are {age}."

語(yǔ)法上與 str.format() 類似，但更為簡(jiǎn)潔，當(dāng)字符串較長(zhǎng)時(shí)也不會(huì)繁瑣。更強(qiáng)大的是它支持任意的表達(dá)式。我們可以在花括號(hào)內(nèi)進(jìn)行四則運(yùn)算或函數(shù)調(diào)用等：f"{2 * 6}" 或者 f"{name.lower()} is funny" 。

并且它性能也最好。

幾種格式化方式性能比較

import timeit
def add():
  status = 200
  body = 'hello world'
  return 'Status: ' + str(status) + '\r\n' + body + '\r\n'
def old_style():
  status = 200
  body = 'hello world'
  return 'Status: %s\r\n%s\r\n' % (status, body)
def formatter1():
  status = 200
  body = 'hello world'
  return 'Status: {}\r\n{}\r\n'.format(status, body)
def formatter2():
  status = 200
  body = 'hello world'
  return 'Status: {status}\r\n{body}\r\n'.format(status=status, body=body)
def f_string():
  status = 200
  body = 'hello world'
  return f'Status: {status}\r\n{body}\r\n'
perf_dict = {
  'add': min(timeit.repeat(lambda: add())),
  'old_style': min(timeit.repeat(lambda: old_style())),
  'formatter1': min(timeit.repeat(lambda: formatter1())),
  'formatter2': min(timeit.repeat(lambda: formatter2())),
  'f_string': min(timeit.repeat(lambda: f_string())),
}
print(perf_dict)

結(jié)果:

{
  'add': 0.8815229000000002, 
  'old_style': 0.6351808999999999, 
  'formatter1': 0.7536176999999995, 
  'formatter2': 1.2277180999999997, 
  'f_string': 0.4891379000000011
}

f-string 格式化的方式性能最好。

為何 f-string 速度如此快

從指令來(lái)看，f'Status: {status}\r\n{body}\r\n' 翻譯成：

 8 LOAD_CONST        3 ('Status: ')
10 LOAD_FAST        0 (status)
12 FORMAT_VALUE       0
14 LOAD_CONST        4 ('\r\n')
16 LOAD_FAST        1 (body)
18 FORMAT_VALUE       0
20 LOAD_CONST        4 ('\r\n')
22 BUILD_STRING       5

正如指令中所示的，f-string 是運(yùn)行時(shí)渲染的，底層中轉(zhuǎn)成了類似 "Status: " + status+ "\r\n" + body + "\r\n" 的形式。正如 PEP-0498 中提到的:

F-strings provide a way to embed expressions inside string literals, using a minimal syntax. It should be noted that an f-string is really an expression evaluated at run time, not a constant value. In Python source code, an f-string is a literal string, prefixed with 'f', which contains expressions inside braces. The expressions are replaced with their values.

而其他方式則是要先創(chuàng)建字符串常量值，再進(jìn)行替換之類的操作。

總結(jié)

我們?nèi)匀豢梢允褂靡郧暗姆绞竭M(jìn)行格式化，但在此推薦 f-string 方式，因?yàn)樗褂酶?jiǎn)潔，更易讀且更方便，性能又更好，完全沒(méi)理由拒絕啊。

從今天開始使用 f-string!

以上所述是小編給大家介紹的Python 中幾種字符串格式化方法及其比較，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)歡迎給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的！

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