简介

在 Python 编程中，格式化输出是一项至关重要的技能。无论是将数据展示给用户，记录日志，还是生成特定格式的文件，都需要对输出进行格式化。Python 提供了多种方式来实现格式化输出，掌握这些方法能使我们的代码更加清晰、易读且具有更好的用户体验。本文将深入探讨 Python 格式化输出的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。

目录

  1. 基础概念
  2. 使用方法
    • 百分号格式化
    • str.format() 方法
    • f-string 格式化
  3. 常见实践
    • 格式化数字
    • 格式化字符串
    • 格式化日期和时间
  4. 最佳实践
    • 选择合适的格式化方式
    • 提高代码可读性
    • 处理复杂数据结构的格式化
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

格式化输出的核心目的是将数据以特定的、预期的格式呈现出来。在 Python 中，数据类型多种多样，如整数、浮点数、字符串、日期时间等，不同的数据类型在不同的场景下需要不同的格式化方式。例如，在显示货币金额时，我们可能希望数字保留两位小数并带有货币符号；在显示文本时，可能需要对其进行对齐、填充等操作。

使用方法

百分号格式化

百分号格式化是 Python 中较为传统的格式化方式，它使用 % 操作符来指定占位符。常见的占位符有 %s（用于字符串）、%d（用于整数）、%f（用于浮点数）等。

name = "Alice"
age = 30
print("My name is %s and I'm %d years old." % (name, age))

str.format() 方法

str.format() 方法是 Python 2.6 及以后版本引入的一种格式化方式，它使用 {} 作为占位符，可读性更强，使用也更加灵活。

name = "Bob"
age = 25
print("My name is {} and I'm {} years old.".format(name, age))
# 也可以通过索引指定顺序
print("My name is {1} and I'm {0} years old.".format(age, name))

f-string 格式化

f-string 是 Python 3.6 及以上版本引入的一种格式化方式，它在字符串前加上 f 或 F 前缀，在 {} 中可以直接嵌入变量或表达式。

name = "Charlie"
age = 28
print(f"My name is {name} and I'm {age} years old.")
# 可以在 {} 中执行简单表达式
print(f"The sum of 2 and 3 is {2 + 3}")

常见实践

格式化数字

  • 保留指定小数位数 
      num = 3.14159
  print("保留两位小数：{:.2f}".format(num))
  print(f"保留两位小数：{num:.2f}")
  • 添加千位分隔符 
      large_num = 1234567890
  print("添加千位分隔符：{:,}".format(large_num))
  print(f"添加千位分隔符：{large_num:,}")

格式化字符串

  • 字符串对齐 
      text = "Hello"
  # 左对齐，宽度为 10
  print("{:<10}".format(text))
  print(f"{text:<10}")
  # 右对齐，宽度为 10
  print("{:>10}".format(text))
  print(f"{text:>10}")
  # 居中对齐，宽度为 10
  print("{:^10}".format(text))
  print(f"{text:^10}")
  • 填充字符串 
      text = "Hi"
  # 用 * 填充，宽度为 10，左对齐
  print("{:*<10}".format(text))
  print(f"{text:*<10}")

格式化日期和时间

import datetime

now = datetime.datetime.now()
# 使用 strftime 格式化
print(now.strftime("Today is %Y-%m-%d %H:%M:%S"))
# 使用 f-string 和 strftime 结合
print(f"Today is {now.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}")

最佳实践

选择合适的格式化方式

  • 对于简单的格式化需求，且代码需要兼容较旧的 Python 版本，百分号格式化可以满足需求。
  • 当需要更灵活的格式化，如通过索引或关键字参数指定占位符的顺序时，str.format() 方法更为合适。
  • 如果使用的是 Python 3.6 及以上版本，f-string 是首选，因为它的语法简洁、可读性强，并且性能也更好。

提高代码可读性

  • 在格式化字符串中，尽量保持清晰的结构。避免使用过于复杂的表达式或嵌套过多的占位符。
  • 使用描述性的变量名，这样在格式化字符串中更容易理解每个占位符的含义。

处理复杂数据结构的格式化

  • 对于列表、字典等复杂数据结构，可以先对其进行预处理，提取需要的数据，然后再进行格式化输出。
  • 可以自定义格式化函数，将复杂的数据结构转换为适合格式化输出的形式。

小结

Python 提供了多种格式化输出的方式，每种方式都有其特点和适用场景。百分号格式化是传统的方式，str.format() 方法提供了更灵活的功能，而 f-string 则以其简洁和高效成为现代 Python 编程中的首选。在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的格式化方式，并遵循最佳实践，以提高代码的可读性和性能。

参考资料