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前言
字符串格式化是编程中一个常见的需求，它可以们将不同类型的数据（如数字、文本、日期等）插入到字符串中，以创建格式良好的输出。在 Python 中，有多种方法可以执行字符串格式化，包括 % 操作符格式化、 str.format() 方法格式化以及更现代的 f-字符串格式化。本文将介绍这些方法，详细讨论它们的用法，并提供丰富的示例代码。
%操作符格式化
% 操作符格式化是 Python 中最早引入的字符串格式化方法之一。它的基本语法是将 % 操作符用于字符串，后跟一个元组或字典，用于指定要插入的值。具体来说，格式化字符串中的 % 占位符将被元组或字典中的值替换。
1. 基本示例
name = "Alice" age = 30 # 使用 % 操作符格式化字符串 formatted_str = "My name is %s and I am %d years old." % (name, age) print(formatted_str)
输出：
My name is Alice and I am 30 years old.
在上述示例中， %s 和 %d 是占位符，分别表示字符串和整数的占位符。 % 后的括号中包含了要插入到字符串中的值，按顺序与占位符匹配。
2. 占位符类型
旧式的 % 操作符格式化支持多种占位符类型，常见的包括：
- %s ：字符串
- %d ：有符号十进制整数
- %f ：浮点数
- %x ：十六进制整数
- %o ：八进制整数
- %c ：字符
3. 格式化选项
可以通过在占位符后添加格式化选项来控制输出的格式。例如，可以指定浮点数的小数位数、宽度等。
pi = 3.141592653589793 # 控制浮点数的小数位数和宽度 formatted_pi = "Pi is approximately %.2f" % pi print(formatted_pi)
输出：
Pi is approximately 3.14
4. 字典格式化
除了元组外，还可以使用字典进行格式化，其中占位符的名称与字典中的键匹配。
person = {"name": "Bob", "age": 25} # 使用字典进行格式化 formatted_str = "My name is %(name)s and I am %(age)d years old." % person print(formatted_str)
输出：
My name is Bob and I am 25 years old.
str.format() 方法格式化
Python 2.7 引入了 str.format() 方法，它提供了更灵活和强大的字符串格式化功能。使用该方法，可以通过在字符串中使用 {} 占位符，并在 format() 方法中传递相应的值来格式化字符串。
1. 基本示例
name = "Alice" age = 30 # 使用 str.format() 方法格式化字符串 formatted_str = "My name is {} and I am {} years old.".format(name, age) print(formatted_str)
输出：
My name is Alice and I am 30 years old.
{} 占位符用于指定插入值的位置，通过调用 format() 方法并传递相应的值来填充这些占位符。
2. 位置参数
可以在 {} 占位符中使用位置参数来明确指定要插入的值的位置。位置参数是 {} 中的索引，从 0 开始。
formatted_str = "My name is {0} and I am {1} years old.".format(name, age)
3. 关键字参数
也可以使用关键字参数来指定要插入的值，这样可以更清晰地指定占位符的含义。
formatted_str = "My name is {name} and I am {age} years old.".format(name=name, age=age)
4. 占位符类型和格式化选项
str.format() 方法支持多种占位符类型，并且可以使用格式化选项来控制输出的格式。
pi = 3.141592653589793 # 控制浮点数的小数位数和宽度 formatted_pi = "Pi is approximately {:.2f}".format(pi) print(formatted_pi)
输出：
Pi is approximately 3.14
5. 字典格式化
与旧式的 % 操作符格式化一样， str.format() 方法也支持使用字典进行格式化。
person = {"name": "Bob", "age": 25} # 使用字典进行格式化 formatted_str = "My name is {name} and I am {age} years old.".format(**person)
6. 高级功能
str.format() 方法还支持一些高级功能，如格式化表达式、选择格式化方式等。
value = 42 # 格式化表达式 formatted_str = "The answer is {:04X}".format(value) print(formatted_str)
输出：
The answer is 002A
f-字符串格式化
Python 3.6 引入了 f-字符串（f-strings），它是一种在字符串中嵌入表达式的格式化方式，非常简洁和直观。使用 f-字符串，可以在字符串前添加 f 或 F ，然后在字符串中使用 {} 占位符来插入表达式的值。
1. 基本示例
name = "Alice" age = 30 # 使用 f-字符串格式化字符串 formatted_str = f"My name is {name} and I am {age} years old." print(formatted_str)
输出：
My name is Alice and I am 30 years old.
f-字符串直接嵌入了变量和表达式，使代码更加清晰和易读。
2. 表达式计算
f-字符串支持在 {} 中嵌入任何有效的 Python 表达式，这使得进行一些计算和操作非常方便。
x = 5 y = 3 # 使用 f-字符串计算表达式 result = f"{x} + {y} = {x + y}" print(result)
输出：
5 + 3 = 8
3. 格式化选项
与 str.format() 方法一样，f-字符串也支持格式化选项，用于控制输出的格式。
pi = 3.141592653589793 # 控制浮点数的小数位数和宽度 formatted_pi = f"Pi is approximately {pi:.2f}" print(formatted_pi)
输出：
Pi is approximately 3.14
总结
本文介绍了 Python 中字符串格式化的三种常见方法：旧式的 % 操作符格式化、 str.format() 方法格式化以及 f-字符串格式化。每种方法都具有其优势和适用场景，可以根据需求选择合适的方法。选择合适的字符串格式化方法可以使代码更易读、更具可维护性，并提高开发效率。根据项目需求和个人偏好，选择适当的方法来满足格式化需求。
