f-string 竟然能有 73 个例子,我要学习下

Python开发者 2020-11-22 20:40

(给Python开发者加星标,提升Python技能

英文:Miguel Brito,翻译:Python开发者 /  felixGuo26

在本文中,我将向你展示我认为对 Python 格式化字符串 f-string 来说最重要的一些技巧。你会通过各种样例学到多种格式化字符串的方法。总的来说,就是你会看到73个关于如何完美应用 f-string 的例子。

 

目录一览


1. f-string 是什么?

2. 用 python 做基本的文本格式化

3. f-string 局限性

4. 如何格式化表达式

5. 如何使用f-string调试你的代码

6. 如何在不同进制下格式化数字

7. 如何使用格式化字符串常量打印出对象

8. 如何在格式化字符串常量中设置浮点数精度

9. 如何将数字格式化为百分比

10. 如何调整或者增加f-string的缩进

11. 如何转义字符

12. 如何使字符串居中

13. 如何添加千位分隔符

13.1如何使用逗号作为千分位分隔符格式化数字

13.2如何使用逗号作为小数分隔符格式化数字

14.如何用科学计数法(指数计数法)格式化数字

15.在 f-string 中使用 if-else

16.如何在 f-string 中使用字典

17.如何用 f-string 拼接字符串

18.如何格式化 datetime 对象

19.如何改正 f-string 的无效语法错误

20.如何在字符串前补零

21.如何编写多行格式化字符串常量(怎样应对新行符号)

22.总结

 

1、python 中的 f-string 是什么?

 

在 Python 的历史中,字符串格式化的发展源远流长。在 python 2.6 之前,想要格式化一个字符串,你只能使用 % 这个占位符,或者string.Template 模块。不久之后,出现了更灵活更靠谱的字符串格式化方式: str.format 方法。

 

过去使用 % 做字符串格式化方式的代码样例:

>>> msg = 'hello world'>>'msg: %s' % msg'msg: hello world'

用string.format的样例

>>> msg = 'hello world'>>'msg: {}'.format(msg)'msg: hello world'


为了进一步简化格式化方法,Eric Smith 在2015年提交了 PEP 498 -- Literal String Interpolation 提案。


PEP 498 提出了一种新的字符串插值方法,该方法可以更简单便捷的使用 str.format 方法。你只需要在字符串开头加上一个字母 f,形成 f”” 的格式就可以了。

 

使用f-string的样例:

>>> msg = 'hello world'>>> f'msg: {msg}''msg: hello world'


这就可以了!再也不需要用 string.format 或者 % 了。不过 f-string 并不能完全替代 str.format。本文也将列举出这两者并不通用的情况。

 

2、基本的字符串格式化


如上文所述,使用f-string格式化字符串十分简单。唯一的要求就是给它一个有效的表达式。f-string 也可以用大写F开头或者与 r 原始字符串结合使用。但是你不能将其与 b”” 或者 ”u” 混用。

 

>>> book = "The dog guide">>> num_pages = 124>>> f"The book {book} has{num_pages} pages"'The book The dog guide has 124 pages'
>>> F"The book {book} has{num_pages} pages"'The book The dog guide has 124 pages'>>> print(Fr"The book {book} has{num_pages} pages\n")
The book The dog guide has 124 pages\n >>> print(FR"The book {book} has{num_pages} pages\n")The book The dog guide has 124 pages\n>>> print(f"The book {book} has{num_pages} pages\n")The book The dog guide has 124 pages


差不多就这些!下一节中,我会用一些例子向你展示一些你用f-string能做或不能做的事儿。

 

3、f-string 的限制


虽然f-string十分的便捷,但它并不能完全代替str.format。f-string在表达式出现的上下文中进行求值计算。根据PEP498,这意味着该表达式可以获取所有局部和全局变量。而且该表达式是在运行时计算的表达式。如果在 { <expr> } 之中使用的表达式无法被计算,就会跳出如下异常。

>>> f"{name}"---------------------------------------------------------------------------NameError                                 Traceback(most recent call last)<ipython-input-1-f0acc441190f> in<module>----> 1 f"{name}"NameError: name 'name' is not defined

这对 str.format 来说就不是问题,你可以提前定义一个模板字符串,并在之后调用.format方法时再传递上下文信息。

>>> s = "{name}">>> s.format(name="Python")'Python'>>> print(s){name}

另外还有个限制是,你不能在f-string中使用行内注释。

>>> f"My name is {name #name}!"  File "<ipython-input-37-0ae1738dd871>", line 1    f"My name is {name #name}!"    ^SyntaxError: f-string expression part cannot include '#'


4、如何格式化一个表达式


如果不想定义变量,那你可以在大括号中使用常量。Python会计算该表达式并显示最终计算结果。

>>> f"4 * 4 is {4 * 4}"'4 * 4 is 16'

或者你可以...

>>> n = 4
>>> f"4 * 4 is {n * n}"'4 * 4 is 16'

 

5、如何使用 f-string 来调试代码


调试是f-string最常见的用途之一了。Python3.8 之前,很多人会用一种非常繁杂的hello = 42; f"hello = {hello}”来进行调试。针对此Python3.8引入了一个新功能。你可以用 f"{hello=}" 重写上面的代码,而python会显示hello=42。下面这个例子展示了在使用函数表达式时如何应用该特性,其原理与上文代码是一样的。

>>> def magic_number():     ...:     return 42     ...: 
>>> f"{magic_number() = }"'magic_number() = 42'

6、如何格式化数字的不同进制


f-string 还能在不同进制下显示数字。例如,你不需要通过b来对一个int进行格式转化就可以显示其二进制结果。

>>> f'{7:b}''111'

总结一下就是你可以用f-string来格式化:


•  int 到二进制

•  int 到十六进制

•  int 到八进制

•  int 到十六进制(所有符号大写)


下面的例子使用缩进功能和进制格式化创建了一个表,可以显示数字在不同进制下的值。

>>> bases = {       "b": "bin",        "o": "oct",        "x": "hex",        "X": "HEX",        "d": "decimal"}>>> for n in range(1, 21):     ...:     for base, desc in bases.items():     ...:         print(f"{n:5{base}}", end=' ')     ...:     print()
1 1 1 1 1 10 2 2 2 2 11 3 3 3 3 100 4 4 4 4 101 5 5 5 5 110 6 6 6 6 111 7 7 7 7 1000 10 8 8 8 1001 11 9 9 9 1010 12 a A 10 1011 13 b B 11 1100 14 c C 12 1101 15 d D 13 1110 16 e E 14 1111 17 f F 15 10000 20 10 10 16 10001 21 11 11 17 10010 22 12 12 18 10011 23 13 13 19 10100 24 14 14 20

 

7、如何用 f-string 打印对象


你可以用f-string打印自定义对象。默认设置是,如果你向f-string表达式传递了一个对象,它将会显示该对象 __str__ 方法的返回值。不过,你也可以用显式转换操作标志来打印__repr__的值。


  • !r - 使用 repr() 将值转化为文本.

  • !s - 使用 str() 将值转化为文本.

>>> class Color:    def __init__(self, r: float = 255, g: float = 255, b: float = 255):        self.r = r        self.g = g        self.b = b
def __str__(self) -> str: return "A RGB color"
def __repr__(self) -> str: return f"Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b})"
>>> c = Color(r=123, g=32, b=255)
# 如不加任何操作符, 会打印 __str__ 的值>>> f"{c}"'A RGB color'
# 用`obj!r` 的话会打印 __repr__ 的值>>> f"{c!r}"'Color(r=123, g=32, b=255)'
# 使用!s跟默认值一样>>> f"{c!s}"'A RGB color'

Python也允许通过定义不同类型使用__format__方法控制格式化结果,下面的例子会展示所有可能情况。

>>> class Color:    def __init__(self, r: float = 255, g: float = 255, b: float = 255):        self.r = r        self.g = g        self.b = b
def __str__(self) -> str: return "A RGB color"
def __repr__(self) -> str: return f"Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b})"
>>> c = Color(r=123, g=32, b=255)
# When no option is passed, the __str__ result is printed>>> f"{c}"'A RGB color'
# When `obj!r` is used, the __repr__ output is printed>>> f"{c!r}"'Color(r=123, g=32, b=255)'
# Same as the default>>> f"{c!s}"'A RGB color'Python also allows us to control the formatting on a per-type basis through the __format__ method. The following example shows how you can do all of that.
>>> class Color: def __init__(self, r: float = 255, g: float = 255, b: float = 255): self.r = r self.g = g self.b = b
def __str__(self) -> str: return "A RGB color"
def __repr__(self) -> str: return f"Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b})"
def __format__(self, format_spec: str) -> str: if not format_spec or format_spec == "s": return str(self)
if format_spec == "r": return repr(self)
if format_spec == "v": return f"Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b}) - A nice RGB thing."
if format_spec == "vv": return ( f"Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b}) " f"- A more verbose nice RGB thing." )
if format_spec == "vvv": return ( f"Color(r={self.r}, g={self.g}, b={self.b}) " f"- A SUPER verbose nice RGB thing." )
raise ValueError( f"Unknown format code '{format_spec}' " "for object of type 'Color'" )
>>> c = Color(r=123, g=32, b=255)
>>> f'{c:v}''Color(r=123, g=32, b=255) - A nice RGB thing.'
>>> f'{c:vv}''Color(r=123, g=32, b=255) - A more verbose nice RGB thing.'
>>> f'{c:vvv}''Color(r=123, g=32, b=255) - A SUPER verbose nice RGB thing.'
>>> f'{c}''A RGB color'
>>> f'{c:s}''A RGB color'
>>> f'{c:r}''Color(r=123, g=32, b=255)'
>>> f'{c:j}'---------------------------------------------------------------------------ValueError Traceback (most recent call last)<ipython-input-20-1c0ee8dd74be> in <module>----> 1 f'{c:j}'
<ipython-input-15-985c4992e957> in __format__(self, format_spec) 29 f"- A SUPER verbose nice RGB thing." 30 )---> 31 raise ValueError( 32 f"Unknown format code '{format_spec}' " "for object of type 'Color'" 33 )
ValueError: Unknown format code 'j' for object of type 'Color'

最后,还有个用来转义ASCII字符的a操作符。更多信息可参考:

docs.python.org/3/library/functions.html#as..

 

>>> utf_str = "Áeiöu"
>>> f"{utf_str!a}""'\\xc1ei\\xf6u'"

 

8、如何用f-string设定浮点数精度

F-string可以像str.format那样格式化浮点数。想要实现这一点,你需要加一个 :(冒号)再加一个 .(英文句号)然后跟着小数点位数最后以f结尾。


举例来说,你可以通过如下代码打印一个浮点数精确到百分位的近似值。

>>> num =4.123956>>> f"num rounded to 2 decimalpalces = {num:.2f}"'num rounded to 2 decimal palces = 4.12’

不加任何选项的话,则会打印浮点数本身的精确值。

>>> print(f'{num}')4.123956

 

9、如何将一个数字格式化为百分数


Python f-string方法有个非常便捷的实现格式化百分数的操作方法。方法与浮点数格式化类似,但是要用%代替结尾的f。它会将原始数值乘以100并显示成有百分符号的固定格式。精度一样也是可以设定的。

>>> total = 87
>>> true_pos = 34
>>> perc = true_pos / total
>>> perc0.39080459770114945
>>> f"Percentage of true positive: {perc:%}"'Percentage of true positive: 39.080460%'
>>> f"Percentage of true positive: {perc:.2%}"'Percentage of true positive: 39.08%'


10、如何调整或者增加 f-string 的缩进

 

你可以便捷的通过 < 或者 > 符号来调整字符串缩进。



>>> greetings = "hello"
>>> f"She says {greetings:>10}"'She says hello'
# Pad 10 char to the right>>> f"{greetings:>10}"' hello'
>>> f"{greetings:<10}"'hello '
# You can omit the < for left padding>>> f"{greetings:10}"'hello '

 

>>> a = "1"
>>> b = "21"
>>> c = "321"
>>> d = "4321"
>>> print("\n".join((f"{a:>10}", f"{b:>10}", f"{c:>10}", f"{d:>10}"))) 1 21 321 4321

 

11、如何转义符号


如果你想想打印由大括号括起来的变量名称,而不是该变量的值,那你需要双层大括号 {{<expr>}}

>>> hello = "world"
>>>f"{{hello}} = {hello}"'{hello} = world'


而如果你想转义双引号,就需要在引号前用反斜线 \ 做标记。

>>>f"{hello} = \"hello\""'world = "hello"'


12、如何使字符串居中


想要实现字符串居中,可以通过 var:^N 的方式。其中var是你想要打印的变量,N是字符串长度。如果N小于var的长度,会打印全部字符串。

>>> hello = "world">>>f"{hello:^11}"
' world '>>>f"{hello:*^11}"'***world***'
# Extra padding is added to the right>>>f"{hello:*^10}"'**world***'
# N shorter than len(hello)>>>f"{hello:^2}"'world'


13、如何格式化千分位

 

F-string也允许我们自定义数字显示的格式。有个非常普遍的需求就是把数字以每3位为一个间隔使用下划线进行分隔。

>>> big_num = 1234567890
>>> f"{big_num:_}"'1_234_567_890'

 

13.1  如何使用逗号千分位分隔符数字


实际上,你可以随便用任何符号做千分位分隔符。所以用逗号做分隔符也完全没问题。

>>> big_num = 1234567890
>>> f"{big_num:,}"'1,234,567,890'

 

甚至可以一次性同时搞定既有千分位分隔符又有精度设定的浮点数。

>>> num =2343552.6516251625>>> f"{num:,.3f}"2,343,552.652'


13.2 如何用空格做千分位分隔符

用空格也可以吗?

好吧,这个问题是挺棘手,不过也能实现。你可以用逗号做分隔符之后再用空格替换逗号。

>>> big_num = 1234567890
>>> f"{big_num:,}".replace(',',' ')'1 234 567 890'

还有个方法是设定你的本地语言环境,换成一个用空格作千位分隔符的环境比如pl_PL(波兰语环境)。更多信息可参考这个Stack Overflow链接:

https://stackoverflow.com/a/17484665

 

14、如何用科学计数法(指数计数法)显示一个数字


可以用 e 或者 E 字符来格式化。


>>> num =2343552.6516251625>>>f"{num:e}"
'2.343553e+06'>>> f"{num:E}"
'2.343553E+06'>>> f"{num:.2e}"
'2.34e+06'>>> f"{num:.4E}"'2.3436E+06'

 

15、在 f-string 中使用 if-else


F-string也能计算稍微复杂的运算式,比如if/else


>>> a = "this is a">>> b = "this is b"
>>> f"{a if 10 > 5 else b}"'this is a'
>>> f"{a if 10 < 5 else b}"'this is b'

 

16、如何在 f-string 中使用字典


你可以在f-string中使用字典。唯一的要求是引起整个字符串的引号要跟内部的引号不一样。

>>>color = {"R": 123, "G": 145, "B": 255}>>> f"{color['R']}"'123'>>> f'{color["R"]}'
‘’123'此处有误啊应该是‘123’吧>>> f"RGB = ({color['R']},{color['G']}, {color['B']})"
'RGB = (123, 145, 255)’

 

17、如何用 f-string 拼接字符串


合并f-string与普通字符串拼接一样,可以隐式的直接拼接,或者显式地用加号 +,或者使用 str.join 方法。

# 隐式字符串拼接>>> f"{123}" " = "f"{100}" " + " f"{20}" " + "f"{3}"'123 = 100 + 20 + 3'
# 使用加号 + 的显式字符串拼接>>> f"{12}" + " != "f"{13}"'12 != 13'
# 使用str.join的字符串拼接>>> "".join((f"{13}"f"{45}"))'13 45'
>>>"#".join((f"{13}", f"{45}"))'13#45'

 

18、如何格式化 datetime 对象


F-string也支持datetime对象的格式化。其过程与str.format格式化日期的方法很近似。请查阅官方文档中的表格获取更多所支持格式的相关信息。

>>> import datetime>>> now = datetime.datetime.now()>>> ten_days_ago = now -datetime.timedelta(days=10)>>> f'{ten_days_ago:%Y-%m-%d %H:%M:%S}'
'2020-10-13 20:24:17'>>> f'{now:%Y-%m-%d %H:%M:%S}''2020-10-23 20:24:17'

19、如何修复f-string的非法格式错误


如果用的不对,f-string会报格式错误。最常见的错误就是双引号里面套双引号。单引号也会引发相同错误。

>>>color = {"R": 123, "G": 145, "B": 255}
>>> f"{color["R"]}" File"<ipython-input-43-1a7f5d512400>", line 1   f"{color["R"]}"   ^SyntaxError: f-string: unmatched '['
>>> f'{color['R']}'  File"<ipython-input-44-3499a4e3120c>", line 1   f'{color['R']}'   ^SyntaxError: f-string: unmatched '['

 

 还有个常见错误是在旧版本python中用f-string。python3.6才引入了f-string。如果你在之前版本中使用这个方法,解释器会报格式错误 SyntaxError: invalid syntax

>>> f"this is an old version" File"<stdin>", line 1   f"this is an old version"
SyntaxError: invalid syntax

看到这个错误的话,先确定当前使用的python版本。我检查的方法是在python2.7下通过调用sys.version来获取版本号。

>>> import sys;print(sys.version)2.7.18 (defaultApr 202020, 19:27:10)[GCC 8.3.0]

 

20、如何在字符串前补零


可以用{expr:0len} 这个方法来进行字符串补零。len是最终返回字符串的长度。还可以增加一个正负号标记。在这种情况下,用+则无论数值为正负数都将显示相应正负号。用-则只有当数值为负数时才显示负号,默认设定也是如此。更多信息可参考该链接

https://docs.python.org/3/library/string.html#format-specification-mini-language

>>> num = 42
>>> f"{num:05}"'00042'
>>> f'{num:+010}''+000000042'
>>> f'{num:-010}''0000000042'
>>> f"{num:010}"'0000000042'
>>> num = -42
>>> f'{num:+010}''-000000042'
>>> f'{num:010}''-000000042'
>>> f'{num:-010}''-000000042'

 

21、如何处理多行f-string(换行符的处理)

 

你可以用换行符\n来打印多行文本。

>>> multi_line = (f'R: {color["R"]}\nG: {color["G"]}\nB: {color["B"    ...: ]}\n')
>>> multi_line'R: 123\nG: 145\nB: 255\n'
>>> print(multi_line)R: 123G: 145B: 255

还可以用三引号实现多行字符串。这样不单能增加换行符,还能有Tab。

>>> other = f"""R:{color["R"]}    ...: G:{color["G"]}    ...: B:{color["B"]}    ...:""">>> print(other)
R: 123G: 145B: 255

用 Tab 的代码样例

>>> other = f'''    ...:this is an example    ...:    ...:^Iof color {color["R"]}   ...:        ...: '''
>>> other
'\nthis is an example\n\n\tof color 123\n \n'
>>> print(other)this is an example    of color123
>>>


22、结论


本文就这些!希望大家学到了一些新奇而实用的知识。知道了如何充分利用 f-string 绝对可以让生活变得更美好。



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