format()和f-string格式化

format()

内置函数 format() 返回由格式说明符控制的给定值的格式表示。它返回的是一个格式化后的字符串。

语法如 format(value, format_spec='', /)，其中 format_spec 是可选的，它们的意义为：

• value：要格式化的值
• format_spec：默认为空字符串，控制 value 的格式，解释方式取决于 value 参数的类型

对象的特殊方法 value.__format__(format_spec) 来决定返回的格式处理。

调用 format(value, format_spec) 会转换成 type(value).__format__(value, format_spec) ，所以实例字典中的 __format__() 方法将不会调用。如果方法搜索回退到 object 类但 format_spec 不为空，或者如果 format_spec 或返回值不是字符串，则会触发 TypeError 异常。

通过重写 __format__() 来支持 format()：

# custom __format__() method
class Person:
    def __format__(self, format):
        if(format == 'age'):
            return '23'
        return 'None'

print(format(Person(), "age"))
# 23

format() 函数类似于字符的 format 方法。在内部，这两种方法都调用对象的 __format__() 方法。

虽然内置的 format() 函数是一个底层实现，用于在内部使用 __format__() 对对象进行格式化，但 string format 是一个高级实现，能够对多个对象字符串执行复杂的格式化操作。

f-string

format_spec 支持的是大多数内置类型使用一种标准的格式化语法： 格式规格迷你语言（Format Specification Mini-Language）
格式化字符串变量值 或称 f-string 是带有 'f' 或 'F' 前缀的字符串字面值。以 {} 标示的表达式替换对应的变量。是Python3.6新引入的一种字符串格式化方法。

f-string 在功能方面不逊于传统的 %-formatting 语句和 str.format() 函数 ，同时性能又优于他们，且使用起来也更加简洁明了，因此以后推荐使用 f-string 进行字符串格式化。

简单使用

注：下例的 name 和 age 是变量。

name = 'Tom'
age = 17

f'Hello, my name is {name}'
# Hello, my name is Tom

f"I'm {age} years old."
# I'm 17 years old.

f'把我的名字放入大括号是{"{name}"}'
# 把我的名字放入大括号是{name}

a = 10
print(f'{a=}')
# a=10

表达式求值

f'I was born in { 2020 - age }.'
# I was born in 2003.

f'我数学和语文的平均分是{(98+89)/2}'
# 我数学和语文的平均分是93.5

 函数调用

f'我名字有{len(name)}个字母，全部小写为 {name.lower()}'
# 我名字有3个字母，全部小写为 tom

import math
f'sin(80)的值是{math.sin(80)}'
# sin(80)的值是-0.9938886539233752

自定义格式

f-string 可以用 {content:format} 设置字符串的格式，format 为格式描述符。

格式串的语法参见：string --- 常见的字符串操作 — Python 3.11.5 文档

宽度

name_1 = "tom"
name_2 = "lily"

print(f'{name_1:5}100分')
print(f'{name_2:5}100分’)

‘''
tom  100分
lily 100分
‘’'

f'今年{age:08}岁' # 加0不够长度前边补0
# 今年00000017岁

我们看到给其宽度为5个字符，两个名字会占用同样的宽度，不足的用空格补齐。

对齐

# < 左对齐（字符串默认对齐方式）
# > 右对齐（数值默认对齐方式）
# ^ 居中
print(f'欢迎{name_1:<10}光临')
print(f'欢迎{name_2:>10}光临')
print(f'欢迎{name_1:^10}光临’)

‘''
欢迎tom       光临
欢迎      lily光临
欢迎   tom    光临
‘''

数字格式化

print(f'最高{8848:+}m') # 显示正号
print(f'最低{-11043: }m') # 空格, 正数前导空格，负数使用减号
# 最高+8848m
# 最低-11043m

a = 123.456
f'a is {a:.2f}' # 两位小数
# a is 123.46

f'a is {a:8.2f}' # 8个字符位置, 不够用空格占位
# a is   123.46

f'a is {a:08.2f}' # 8个字符位置, 不够用0占位
# a is 00123.46

f'a is {a:8.2%}' # 共8位, 不足后边补0, 再加百分号
# a is 12345.60%

f'a is {3253547568.43:,f}' # 加千分位
# a is 3,253,547,568.430000

lambda 表达式

f'圆面积是{(lambda x: 3.14*x ** 2) (4)}'
# 圆面积是50.24
f'圆面积是{(lambda x: 3.14*x ** 2) (100):<+7.2f}'
# 圆面积是+31400.00

格式字符串语法

以下语法在大多数情况下与旧式的 % 格式化类似，只是增加了 {} 和 : 来取代 %。 例如，，'%03.2f' 可以被改写为 '{:03.2f}'。新的格式语法还支持新增的不同选项，将在以下示例中说明。

按位置访问参数

>>> '{0}, {1}, {2}'.format('a', 'b', 'c')
'a, b, c'
>>> '{}, {}, {}'.format('a', 'b', 'c')  # 3.1+ only
'a, b, c'
>>> '{2}, {1}, {0}'.format('a', 'b', 'c')
'c, b, a'
>>> '{2}, {1}, {0}'.format(*'abc')  # 对序列解包
'c, b, a'
>>> '{0}{1}{0}'.format('abra', 'cad')   # 参数的索引可以重复
'abracadabra'

按名称访问参数

>>> 'Coordinates: {latitude}, {longitude}'.format(latitude='37.24N', longitude='-115.81W')
'Coordinates: 37.24N, -115.81W'
>>> coord = {'latitude': '37.24N', 'longitude': '-115.81W'}
>>> 'Coordinates: {latitude}, {longitude}'.format(**coord)
'Coordinates: 37.24N, -115.81W'

 访问参数的属性

>>> c = 3-5j
>>> ('The complex number {0} is formed from the real part {0.real} '
...  'and the imaginary part {0.imag}.').format(c)
'The complex number (3-5j) is formed from the real part 3.0 and the imaginary part -5.0.'
>>> class Point:
...     def __init__(self, x, y):
...         self.x, self.y = x, y
...     def __str__(self):
...         return 'Point({self.x}, {self.y})'.format(self=self)
...
>>> str(Point(4, 2))
'Point(4, 2)'

访问参数的项

>>> coord = (3, 5)
>>> 'X: {0[0]};  Y: {0[1]}'.format(coord)
'X: 3;  Y: 5'

替代 %s 和 %r

>>> "repr() shows quotes: {!r}; str() doesn't: {!s}".format('test1', 'test2')
"repr() shows quotes: 'test1'; str() doesn't: test2"

 对齐文本以及指定宽度

>>> '{:<30}'.format('left aligned')
'left aligned                  '
>>> '{:>30}'.format('right aligned')
'                 right aligned'
>>> '{:^30}'.format('centered')
'           centered           '
>>> '{:*^30}'.format('centered')  # use '*' as a fill char
'***********centered***********'

替代 %+f, %-f 和 % f 以及指定正负号

>>> '{:+f}; {:+f}'.format(3.14, -3.14)  # show it always
'+3.140000; -3.140000'
>>> '{: f}; {: f}'.format(3.14, -3.14)  # show a space for positive numbers
' 3.140000; -3.140000'
>>> '{:-f}; {:-f}'.format(3.14, -3.14)  # show only the minus -- same as '{:f}; {:f}'
'3.140000; -3.140000'

替代 %x 和 %o 以及转换基于不同进位制的值

>>> # format also supports binary numbers
>>> "int: {0:d};  hex: {0:x};  oct: {0:o};  bin: {0:b}".format(42)
'int: 42;  hex: 2a;  oct: 52;  bin: 101010'
>>> # with 0x, 0o, or 0b as prefix:
>>> "int: {0:d};  hex: {0:#x};  oct: {0:#o};  bin: {0:#b}".format(42)
'int: 42;  hex: 0x2a;  oct: 0o52;  bin: 0b101010'

使用逗号作为千位分隔符

>>> '{:,}'.format(1234567890)
'1,234,567,890'

表示为百分数

>>> points = 19
>>> total = 22
>>> 'Correct answers: {:.2%}'.format(points/total)
'Correct answers: 86.36%'

使用特定类型的专属格式化

>>> import datetime
>>> d = datetime.datetime(2010, 7, 4, 12, 15, 58)
>>> '{:%Y-%m-%d %H:%M:%S}'.format(d)
'2010-07-04 12:15:58'

嵌套参数以及更复杂的示例

>>> for align, text in zip('<^>', ['left', 'center', 'right']):
...     '{0:{fill}{align}16}'.format(text, fill=align, align=align)
...
'left<<<<<<<<<<<<'
'^^^^^center^^^^^'
'>>>>>>>>>>>right'
>>>
>>> octets = [192, 168, 0, 1]
>>> '{:02X}{:02X}{:02X}{:02X}'.format(*octets)
'C0A80001'
>>> int(_, 16)
3232235521
>>>
>>> width = 5
>>> for num in range(5,12): 
...     for base in 'dXob':
...         print('{0:{width}{base}}'.format(num, base=base, width=width), end=' ')
...     print()
...
    5     5     5   101
    6     6     6   110
    7     7     7   111
    8     8    10  1000
    9     9    11  1001
   10     A    12  1010
   11     B    13  1011