Python f-string实现高效字符串格式化

目录

• 1.语法
• 2.使用方法
• 2.1 宽度控制
• 2.2 精度控制
• 2.3 对齐
• 2.4 填充
• 2.5 数据格式
• 2.6 时间格式
• 3.综合使用

f-string，称为格式化字符串常量（formatted string literals），是python3.6新引入的一种字符串格式化方法，该方法源于PEP 498 – Literal String Interpolation，主要目的是使格式化字符串的操作更加简便。

python中常用有3种字符串格式化的方法：

• 占位符 例如 print("my name is " % "hanmeimei")
• format 例如 print("my name is {}".format("hanmeimei"))
• f-string 例如 print(f"my name is {'hanmeimei'}")

其中f-string是推荐的最清晰，效率最高的方法。本篇主要讲解f-string常见的使用方法。

1.语法

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、函数等，format 是格式描述符，可以省略。

Python f-string 格式化字符串的完整格式说明是通过冒号（:）后面的格式规范符来实现的。这个格式化规范符可以用来控制数字、字符串、时间日期等数据类型的输出格式。以下是完整的格式说明，包括常见的格式化选项及其用法。

f"{expression:{flags}{width}{precision}{type}}"

• expression: 要格式化的值（例如数字、字符串等）。
• flags: 用于指定填充方式、对齐方式等。
• width: 输出的最小宽度。如果输出的值宽度小于指定的宽度，则会进行填充。
• precision: 用于控制浮动点数的小数点精度或其他数值精度。
• type: 用于指定格式类型，例如浮动点数、整数、字符串等。

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, my name is {name}'
'Hello, my name is Eric'

>>> number = 7
>>> f'My lucky number is {number}'
'My lucky number is 7'

>>> price = 19.99
>>> f'The price of this book is {price}'
'The price of this book is 19.99'

注意：不管变量的类型是什么，最后都会得到字符串类型的结果

2.使用方法

2.1 宽度控制

使用f-string最常见的就是控制变量精度和输出宽度

以圆点为分割，圆点之前控制输出宽度，原点之后控制输出精度。

控制输出宽度，不管是数值类型和字符串类型都可以。语法：f"{变量: 宽度}"

• 指定宽度小于变量宽度：正常输出
• 指定宽度大于变量宽度：输出指定宽度，以空格补齐。字符串右补齐，数值左补齐

>>> a = 3.1415926
# 变量宽度9，指定宽度20，数值左补齐
>>> print(f"{a:20}")
           3.1415926
>>> print(len(f"{a:20}"))
20


>>> c = "hello world"

>>> print(f"{c:5}")
hello world

>>> print(f"{c:25}")
hello world          

# 变量只有11个字符串，指定宽度为25，输出长度为25，以空格补齐
>>> print(len(f"{c:25}"))
25

有一个特别使用f"{变量: 0宽度}"，在宽度前面加0可以实现变量显示前面用0补齐

>>> a = 3.1415926

>>> print(f"{a:020}")
000000000003.1415926
>>> 

2.2 精度控制

数值

整型和浮点数使用f-string可以控制输出的精度。语法是 f"{变量: .4f}"，其中4f是指小数点后的位数，可以实现精度截断或扩充。其中截断的规则是四舍五入，扩充是将精度增加到指定位数

>>> a = 3.1415926

>>> print(f"{a:.4f}")
3.1416

>>> b = 100

>>> print(f"{b}")
'100'

>>> print(f"{b:.6f}")
'100.000000'
>>> 

字符串

字符串同样可以控制输出精度，使用语法** f"{变量:.4s}&quo编程客栈t;**, 其中4s指字符串的长度，s可以省略，可以实现截断，但不会填充。设置的长度大于变量长度，输出仍然是变量的长度。

>>> c = "hello world"

>>> print(f"{c:.2}")
he

>>> print(f"{c:.10s}")
hello worl
    
>>> print(f"{c:.5s}")
hello

# 精度超出长度不会填充
>>> print(f"{c:.20s}")
hello world

>>> print(len(f"{c:.20s}"))
11

可以同时控制宽度和精度

>>> a = 3.1415926
>>> print(f"{a:14.4f}")
        3.1416

>>> c = "hello world"
>>> print(f"{c:25.4s}")
hell 

2.3 对齐

对齐是指输出时当指定宽度大于变量宽度时如何显示，可以选择的包括：

• >: 右对齐
• <: 左对齐 （默认行为）
• ^: 居中对齐

>>> c = "hello world"

# 设置宽度之后就会出现空格填充，字符串默认右填充即左对齐
>>> print(f"{c:20}")
hello world         

>>> print(len(f"{c:20}"))
20

>>> print(f"{c:<20}")
hello world         
>>> 

>>> print(f"{c:>20}")
         hello world

>>> print(f"{c:^20}")
    hello world     

2.4 填充

在对齐时默认使用空格填充，也可以使用指定字符填充。使用语法 **f"{变量: 填充字符<宽度}" **，填充字符常见：-、+、*、0等等

>>> c = "hello world"

>>> print(f"{c:<20}")
hello world         

>>> print(f"{c:-<20}")
hello world---------

>>> print(f"{c:->20}")
---------hello world
>>> 
>>> print(f"{c:-^20}")
----hello world-----

>>> print(f"{c:*^20}")
****hello world*****

>>> print(f"{c:0^20}")
0000hello world00000

2.5 数据格式

类型标识符 (type) 类型标识符决定了如何表示和格式化数值、字符串等常见数据类型。常见的类型标识符包括：

• s: 字符串。
• b: 二进制整数格式
• d: 十进制整数（整数）
• o: 八进制整数格式
• x: 十六进制小写。
• X: 十六进制大写。
• c: 字符格式，按unicode编码将整数转换为对应字符
• f: 浮动点数（默认的浮动点数）。
• e: 科学计数法表示浮动点数。
• g: 科学计数法或浮动点数（根据精度选择合适格式）。
• %: 百分比格式，将浮动点数乘以 100 并附加 % 符号。

数值转十进制

>>> value = 0xff
>>> value
255
>>> print(f"{value:d}")
255

进制转换

>>> a = 378297640000
>>> 

# 10转2
>>> print(f"{a:b}")
101100000010100010010111110010001000000

# 10转8
>>> print(f"{a:d}")
378297640000

# 10转16
>>> print(f"{a:x}")
58144be440

默认不添加进制的前缀，使用# 可以添加

>>> a = 378297640000

>>> print(f"{a:#b}")
0b101100000010100010010111110010001000000

>>> print(f"{a:#d}")
378297640000

>>> print(f"{a:#x}")
0x58144be440

>>> print(f"{a:#X}")
0X58144BE440

变量转浮点数

>>> value = 0xff

​​​​​​​>>> print(f"{value:f}")
255.000000
>>> 

将整数转换为unicode编码对应字符

>>> a = 69
>>> print(f"{a:c}")
E
>>> a = 290
>>> print(f"{a:c}")

>>> a = 2736
>>> print(f"{a:c}")
ર

科学计数法

>>> a = 378297640000
>>> 
>>> print(f"{a:e}")
3.782976e+11

>>> b = -0.132465
>>> 
>>> print(f"{b:e}")
-1.324650e-01

百分号

将浮动点数乘以 100 并附加 % 符号

>>> a = 0.5473
>>> print(f"{a:%}")
54.730000%

2.6 时间格式

fstring 以通过结合 datetime 模块来实现时间的格式化。更多格式可自行查阅。

>>> from datetime import datetime
>>> 
>>> now = datetime.now()
>>> 
>>> now
datetime.datetime(2025, 5, 15, 17, 42, 6, 490934)
>>> formatted_time = f"{now:%Y-%m-%d %H:%M:%S}"
>>> print(formatted_time)
2025-05-15 17:42:06
>>> 

3php.综合使用

浮点数填充到20位中间对齐保留2位小数点

>>> a = 3.1415926

​​​​​​​>>> print(f"{a:-^20.2fTflXeYjw}")
--------3.14--------

整数填充到30位右对齐转换成十六进制

>>> a = 378297640000

​​​​​​​>>> print(f"{a:+>30x}")
++++++++++++++++++++58144be440

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