Python format方法——字元串格式化利器

Python語言中有一種被稱為「字元串格式化」的技術，它可以簡潔優雅地格式化字元串，讓代碼變得更加清晰明了。Python的字元串格式化技術主要是通過字元串中的佔位符和format方法來完成的。本篇文章將會對字元串格式化這一技術進行詳細的講解。

一、佔位符

在Python中，我們可以在字元串中使用佔位符來表示將來會被實際值替代的位置，例如%d和%s等。其中,%d表示將被替代為一個整數，%s表示將被替代為一個字元串。下面，我們來看一些具體的例子:

# 將一個整數替代到字元串中的佔位符位置
value = 42
text = "The value is %d" % value
print(text)

# 將一個字元串替代到字元串中的佔位符位置
value = "hello, world"
text = "The value is %s" % value
print(text)

上述代碼輸出的結果均為：The value is xxx

同時，佔位符還支持右對齊、左對齊和居中對齊等操作。在佔位符中使用負號表示左對齊，使用正號或空格表示右對齊，使用^表示居中對齊。下面是一些具體的例子：

# 右對齊
value = 42
text = "The value is %+5d" % value
print(text)

# 左對齊
value = "hello, world"
text = "The value is %-20s" % value
print(text)

# 居中對齊
value = "hello, world"
text = "The value is %^20s" % value
print(text)

上述代碼輸出的結果分別為：

The value is   +42
The value is hello, world       
   The value is    hello, world    

二、format方法

Python3.x中已經不推薦使用佔位符%s和%d等，而是推薦使用format方法，這種方式更加簡潔，靈活性更高。下面是一些具體的例子：

# 通過format方法進行字元串格式化
value1 = 42
value2 = "hello, world"
text = "The value1 is {}, the value2 is {}".format(value1, value2)
print(text)

# 通過索引指定format方法的參數位置
value1 = 42
value2 = "hello, world"
text = "The value2 is {1}, the value1 is {0}".format(value1, value2)
print(text)

# 通過關鍵字指定參數
value1 = 42
value2 = "hello, world"
text = "The value2 is {v2}, the value1 is {v1}".format(v1=value1, v2=value2)
print(text)

上述代碼輸出的結果均為：The value is xxx

同時，format方法也支持對齊方式的指定，方法是在佔位符中通過冒號加上對齊方式的標識符。下面是一些具體的例子：

# 右對齊
value = 42
text = "The value is {:>5}".format(value)
print(text)

# 左對齊
value = "hello, world"
text = "The value is {:<20}".format(value)
print(text)

# 居中對齊
value = "hello, world"
text = "The value is {:^20}".format(value)
print(text)

上述代碼輸出的結果分別為：

The value is    42
The value is hello, world       
The value is    hello, world    

三、格式化字元串字面值

Python3.6版本中引入了一種新的字元串格式化方式，稱為格式化字元串字面值(f-string)，它在書寫上更加簡潔，代碼也更加易讀。下面是一些具體的例子：

# 格式化字元串字面值
value1 = 42
value2 = "hello, world"
text = f"The value1 is {value1}, the value2 is {value2}"
print(text)

# 執行表達式
value1 = 2
value2 = 3
text = f"The sum of {value1} and {value2} is {value1+value2}"
print(text)

# 指定格式
import datetime
d = datetime.datetime.now()
text = f"The date is {d:%Y-%m-%d}"
print(text)

上述代碼輸出的結果分別為：

The value1 is 42, the value2 is hello, world
The sum of 2 and 3 is 5
The date is 2022-02-23

四、字元串格式化的高級技巧

字元串格式化在實際項目中常常會遇到需要對字元串做更加細緻的格式化。下面會講解一些高級技巧，來滿足項目中更複雜的需求。

1、顯示數字的千位分隔符

在需要顯示大量數據的時候，可以通過在佔位符中加入逗號來顯示千位分隔符。下面是一個例子：

# 顯示千位分隔符
value = 12345678
text = "The value is {:,}".format(value)
print(text)

上述代碼輸出的結果為：The value is 12,345,678

2、使用 format_spec 語法

Python的字元串格式化還有一些高級語法，稱為format_spec。這種語法可以在佔位符中使用大括弧來指定佔位符中的各種格式。在format方法中，可以通過使用冒號加上format_spec的語法來使用這種高級語法。下面是幾個例子：

# 對於字元串，可以指定輸出的長度
value = "hello, world"
text = "The value is {:.5}".format(value)
print(text)

# 對於數字，可以指定輸出的精度
value = 3.1415926
text = "The value is {:.2f}".format(value)
print(text)

# 對於日期，可以指定輸出的格式
import datetime
d = datetime.datetime.now()
text = "The date is {:%Y-%m-%d %H:%M:%S}".format(d)
print(text)

上述代碼輸出的結果分別為：

The value is hello
The value is 3.14
The date is 2022-02-23 14:48:31

3、使用 format_map 語法

Python的字元串格式化中還有一種高級語法，稱為format_map。這種語法可以通過字典來指定字元串中佔位符的取值，這樣可以在實際項目中更加靈活地處理字元串。下面是一個例子：

# 使用 format_map 方式來做字元串格式化
value = {'value1': 42, 'value2': 'hello, world'}
text = "The value1 is {value1}, the value2 is {value2}".format_map(value)
print(text)

上述代碼輸出的結果為：The value1 is 42, the value2 is hello, world

五、總結

本文主要介紹了Python中字元串格式化這一技術的使用方法，其中包括佔位符、format方法、格式化字元串字面值、字元串格式化的高級技巧等方面。掌握這些技能，可以幫助Python工程師更加輕鬆地處理字元串的格式化需求，提高代碼的可讀性和可維護性。