python-字符串格式化输出控制小结；格式控制符小结；字符串和变量的结合；3+3种字符串的表示方法
一、Reference
Built-in Types — Python 3.9.12 documentation
2. Lexical analysis — Python 3.10.4 documentation
string — Common string operations — Python 3.9.12 documentation
https://blog.csdn.net/sunxb10/article/details/81036693
Python 中 str.format() 方法详解_团子大圆帅的博客-CSDN博客_str.format
二、字符串前的字母f、r、u、b的含义
2.1 f表示按格式输出
以f开头表示在字符串内⽀持⼤括号中嵌套表达式。
import time
t0 = time.time()
time.sleep(1)
name = 'processing'
print(f'{name} done in {time.time() - t0:.2f} s')
# 输出：processing done in 1.00 s具体的格式控制机制，在本文的第三部分会详细讲到。
2.2 r表示不转义的字符串
作⽤：去掉反斜杠的转移机制。常见的转义字符，⽐如'\n'表⽰换⾏，'\t'表⽰水平制表符等。
应⽤：常⽤于正则表达式，对应re模块。
2.3 u表示Unicode编码格式存储
英文字符在使用各种编码下, 基本都可以正常解析, 所以一般不带u；但是中文，尽量表明所需编码, 否则一旦编码转换就会出现乱码。
2.4 b表示bytes格式存储
例: response = b'
Hello World!
' # b' ' 表⽰这是⼀个 bytes 对象
作⽤："b"前缀表示后⾯的字符串是bytes类型。
⽤处：⽹络编程中，服务器和浏览器只认bytes类型数据。比如：send函数的参数和recv函数的返回值都是bytes类型。
附：在Python3中，bytes 和 str 的互相转换⽅式是str.encode('utf-8')和bytes.decode('utf-8')
三、3种字符串和表达式/变量配合方法
如python官网所示，输出格式，大致也就下面几种（除去人工更改输出格式）
其中①对应本文的3.1，③对应本文的3.2，②对应本文的3.3。
3.1 字符串前缀f格式化输出
Python格式化字符串f-string概览_sunxb10的博客-CSDN博客_f字符串
上面这几篇文章，是我见过讲的比较清楚和全面的。
在本文的3.1部分，我的总结，也是基于上面几篇文章。
3.1.1 f-string是什么？
f-string（简称），亦称为格式化字符串常量（formatted string literals，官网是这么叫的），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。
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：
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。
3.1.2 花括号中支持哪些数据？
（1）字符串、数值型（浮点数、整数、复数）；以上这些，既可以是常量，也可是变量。
（2）存在返回值的表达式或函数调用。
3.1.3 花括号内的特殊符号（引号、双花、斜杠）
（1）对于单引号，双引号，三引号
- 要有一定层次，不能在花括号内外同时用单引号、也不能同时用双引号；
- 三引号只能在最外边用，这时花括号里边可以用单引号或双引号。
（2）对于双花括号
- 如果花括号里的字符串，需要包裹上一层花括号，可以使用双花括号。
（3）对于反斜杠（转义符）
- 花括号内不支持转义，并且反斜杠符号不能直接出现在花括号内；
- 如果需要在花括号中包含反斜杠，可以使用临时变量。比如s='\o'，f'{s}'就不会出错。
3.1.4 lambda匿名函数与f-string
f-string大括号内也可填入lambda匿名函数，但lambda匿名函数的 : 会被f-string误认为是数据内容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'result is {lambda x: x ** 2 + 1 (2)}'
File "", line 1
(lambda x)
^
SyntaxError: unexpected EOF while parsing
>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2)}'
'result is 5'
>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2):<+7.2f}'
'result is +5.00 '
3.1.5 多行f-string——花括号外的反斜杠
- 假使需要输出多行f-string，那么可以用反斜杠符完成换行。
- 每一行的f-string前都要加f，并且都要带引号包裹。
3.1.6 格式描述符
f-string采用{data:format}的格式编排，冒号前面是本文3.1.1中所描述的数据，冒号后面是本文3.1.6部分主要下笔墨的。
本引用源于：string --- 常见的字符串操作 — Python 3.10.4 文档
如果不通过重写
__format__方法来进行自定义的话，标准格式说明符的形式如下。[[fill]align][sign][#][0][width][grouping_option][.precision][type]
- [fill]：填充符，
，也即任何单个字符都可以作为填充符；默认是空格符填充。 - [align]：对齐符，"<" | ">" | "=" | "^"，分别对应左对齐（字符串默认对齐方式）、右对齐（数值默认对齐方式）、强制填充、居中。
- [sign]：正负符，"+" | "-" | " "，分别对应正数前加正号负数前加负号、仅在负数前加负号、正数前前导空格负数前加负号。仅适用于数值。
- [#]：该符号是一种进制描述符，如果加上了，那么就会在输出结果上加上进制符号。比如二进制是0b，八进制加0o，十进制不加，十六进制加0x。仅适用于数值。
- [width]：该参数描述了数据的最小占用宽度，用一个数字表示；对于数值和字符串都适用。
- [grouping_option]：千位分隔符，"_" | ","。若不指定【
,】或【_】，则f-string默认使用任何千位分隔符。【,】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。【_】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【_】）。- [.precision]：精度符，小数点后加一个数字。data既可以是数值也可以是字符串。data若为浮点数、复数，用于
f、F、e、E和%时precision指定的是小数点后的位数，而用于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）。data若为字符串，含义是只使用字符串中前precision位字符。- [type]：数据类型符。"b" | "c" | "d" | "e" | "E" | "f" | "F" | "g" | "G" | "n" | "o" | "s" | "x" | "X" | "%"，各自的含义，网上很常见，就不赘述了。"n"类似"d"，当有千位分隔符时就有所区别。如果不指定数据类型符，也即这个是None时，若data属于数值型数据，那么就等同于"d"，若data属于字符型数据，那么就等同于"s"。注意，对于%百分号，我专门写了一篇文章来介绍它在python的用法——【https://blog.csdn.net/PSpiritV/article/details/123868133】。
补充：对于时间型数据，也有特定的格式控制符，见以下表格。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。
源于：datetime — Basic date and time types — Python 3.10.4 documentation
| 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' |
3.2 字符串尾巴%格式化输出
本方法，在python官网中，叫做「Old string formatting」；在民间有些人把这种输出叫做「%-formatting语句」。
给出的示例代码如下：
with open('read/test_%d.jpg' % i, 'wb') as f:
f.write(image_data)除此之外，还可以加多个变量，那么%后面的多个表达式/变量必须用圆括号括起来。
with open('read/test_%d_%s.jpg' % (i, s), 'wb') as f:
f.write(image_data)其实，对于这种%-formatting语句，本质上和f-string语句没什么区别。前者的一般格式是f'{data:format}'，而后者的一般格式是'%format' % data。
这两者的data部分、format部分，存在形式完全一样，可以互相参考。
为了不重复啰嗦，可以去本文的3.1小节查询。
%-formatting语句中比较独特的属性——可以利用字典来赋予变量。详见下面的代码块。
dict1 = {'name':'zhang', 'action':'running'}
print('%(name)s is %(action)s' % dict1)
# zhang is running3.3 str.format()方法格式化输出
下文主要源于：Python 中 str.format() 方法详解_团子大圆帅的博客-CSDN博客_str.format
3.3.1 str.format()方法本质上是什么？
str是string（字符串）的意思，而.format()说明是在调用字符串对象的方法。那么圆括号里使用的参数，如官网所示，分别是可变位置参数和可变关键字参数。
而根据python中函数/方法的可变参数使用方法：可变位置参数既可以用*加序列（元组、列表）的方式传入，也可把数据直接顺序传入； 可变关键字参数可用**加字典的方式传入，也可直接通过形参名=数据的方式传入（可不按顺序，但是必须在位置参数后面）。
过多的就不介绍了，其实一旦把这个format()看成一种函数/方法调用，基本就理解得差不多了。
3.3.2 replacement field(替换字段)的格式
replacement field的概念在前面的3.1和3.2小节都没提（但其实它们也能用到），是因为这个概念是最高一级的概念；replacement field的概念可以在官网的Format String Syntax中查看。
翻译成中文，就是{字段名!转换字段:格式说明符}；其中「:格式说明符」是上文已经讲烂了的部分；而字段名在f-string中其实就是上文中提到的{data:format}中的data，在%-formatting中其实就是%分割符后的data。
由于上文对[!转换字段]并无涉及，所以在本小节就简略阐释一下。
- 转换字段 conversion field 的取值有三种（s、r、a），前面要加!，也即!s、!r、!a。
- 这三种取值，分别对应str()、repr()、ascii()。
- ascii() 函数类似 repr() 函数，返回一个可以表示对象的字符串。但是对于非 ASCII 字符，使用 \x，\u 或者 \U 转义。
# 转换字段
print('I am {!s}!'.format('Bruce Lee 李小龙'))
print('I am {!r}!'.format('Bruce Lee 李小龙'))
print('I am {!a}!'.format('Bruce Lee 李小龙'))
"""
I am Bruce Lee 李小龙!
I am 'Bruce Lee 李小龙'!
I am 'Bruce Lee \u674e\u5c0f\u9f99'!
"""
3.3.3 如何正确地在花括号中引用format()中的参数？
在3.3.1中已经阐述过，传入format()的参数分为位置参数和关键词参数。
对于位置参数，本质上就是一种序列（元组、列表）；我们想引用列表或元组里的元素，最简单的方法就是索引了，比如列表a=[6,5,0]，那么a[0]=6，a[2]=0。
方法①既然本质是序列，可以用元素对应的索引号（从0开始数）来引用位置参数（也即field_name为digit+）。这种方法的优点在于可以重复引用位置参数，并且在string中引用位置参数的顺序可以和在format()方法中传入的顺序不同。
方法②借花括号出现在string中的顺序号码来确定引用的是哪个位置参数（也即field_name不指定）。这种方法的缺点在于不灵活，优点在于简单。
方法①和方法②，共同的特点在于都可以仅使用部分在format()方法中传入的位置参数，方法②如果不全部引用传入的位置参数，那么必须在传入时把不引用的位置参数放在靠后的位置，但是方法①就不需要考虑到这一点。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
注意！！！
方法①和方法②不能同时使用，因为这样会导致混乱。
对于关键词参数，本质上就是一种字典，仅可借value对应的key来引用（也即field_name为key_index）。
3.3.4 属性和子成员引用方法（补充）
基于3.3.3，在本小节做一个补充。
当位置参数或关键词参数是一个序列（元组、列表、数组、字典等）时，可以通过中括号[idx]来进一步索引；当序列是元组、列表、数组时，idx是digit+；当序列是字典时，idx是key_index。
当需要引用位置参数或关键词参数的属性时，可以通过[.property]的方法进一步引用。
3.3.5 对于format_spec的描述
本文的3.1小节，已经把这个讲得很透彻了，因此不再赘述。
四、学习小结与教训
本人在学这个“字符串输出”的时候，参考了很多中文资料，奈何这些中文资料各自为战、各自残缺、各自命名（翻译不统一），所以导致我学习获得的认知非常混乱、总的来说效率不是很高。
因此，我强烈建议各位读者在学习的时候，能够找到官方文档中对该部分的描述在哪里，文章中的被翻译的名词在官网中对应的是什么术语。在中文文章中过一遍后，去官方文档中查看这个知识点的编排方式，对知识本身的理解会更上一个层次，会更加深刻、底层以及全面（毕竟官网的是源头，中文翻译都是切片）。
我也强烈建议各位读者学好英语，因为有时候不是中文文章本身质量不好，而是翻译的时候多少有点误差或区别、或者不同翻译材料之间出现“打架”现象，这时候去源头上查个究竟，知识会明朗很多！