簡(jiǎn)介

f-string，亦稱為格式化字符串常量（formatted string literals），是Python3.6新引入的一種字符串格式化方法，該方法源于PEP 498 -- Literal String Interpolation，主要目的是使格式化字符串的操作更加簡(jiǎn)便。f-string在形式上是以 f 或 F 修飾符引領(lǐng)的字符串（f'xxx' 或 F'xxx'），以大括號(hào) {} 標(biāo)明被替換的字段；f-string在本質(zhì)上并不是字符串常量，而是一個(gè)在運(yùn)行時(shí)運(yùn)算求值的表達(dá)式：

While other string literals always have a constant value, formatted strings are really expressions evaluated at run time.
（與具有恒定值的其它字符串常量不同，格式化字符串實(shí)際上是運(yùn)行時(shí)運(yùn)算求值的表達(dá)式。）
—— Python Documentation

f-string在功能方面不遜于傳統(tǒng)的%-formatting語(yǔ)句和str.format()函數(shù)，同時(shí)性能又優(yōu)于二者，且使用起來(lái)也更加簡(jiǎn)潔明了，因此對(duì)于Python3.6及以后的版本，推薦使用f-string進(jìn)行字符串格式化。

用法

此部分內(nèi)容主要參考以下資料：

• Python Documentation -- Formatted String Literals
• Python Documentation -- Format String Syntax
• PEP 498 -- Literal String Interpolation
• Python 3's f-Strings: An Improved String Formatting Syntax (Guide)
• python3 f-string格式化字符串的高級(jí)用法
• Python 3: An Intro to f-strings

簡(jiǎn)單使用

f-string用大括號(hào) {} 表示被替換字段，其中直接填入替換內(nèi)容：

>>> name = 'Eric'
>>> f'Hello, my name is {name}'
'Hello, my name is Eric'

>>> number = 7
>>> f'My lucky number is {number}'
'My lucky number is 7'

>>> price = 19.99
>>> f'The price of this book is {price}'
'The price of this book is 19.99'

表達(dá)式求值與函數(shù)調(diào)用

f-string的大括號(hào) {} 可以填入表達(dá)式或調(diào)用函數(shù)，Python會(huì)求出其結(jié)果并填入返回的字符串內(nèi)：

>>> f'A total number of {24 * 8 + 4}'
'A total number of 196'

>>> f'Complex number {(2 + 2j) / (2 - 3j)}'
'Complex number (-0.15384615384615388+0.7692307692307692j)'

>>> name = 'ERIC'
>>> f'My name is {name.lower()}'
'My name is eric'

>>> import math
>>> f'The answer is {math.log(math.pi)}'
'The answer is 1.1447298858494002'

引號(hào)、大括號(hào)與反斜杠

f-string大括號(hào)內(nèi)所用的引號(hào)不能和大括號(hào)外的引號(hào)定界符沖突，可根據(jù)情況靈活切換 ' 和 "：

>>> f'I am {"Eric"}'
'I am Eric'
>>> f'I am {'Eric'}'
  File "<stdin>", line 1
    f'I am {'Eric'}'
                ^
SyntaxError: invalid syntax

若 ' 和 " 不足以滿足要求，還可以使用 ''' 和 """：

>>> f"He said {"I'm Eric"}"
  File "<stdin>", line 1
    f"He said {"I'm Eric"}"
                ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> f'He said {"I'm Eric"}'
  File "<stdin>", line 1
    f'He said {"I'm Eric"}'
                  ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> f"""He said {"I'm Eric"}"""
"He said I'm Eric"
>>> f'''He said {"I'm Eric"}'''
"He said I'm Eric"

大括號(hào)外的引號(hào)還可以使用 \ 轉(zhuǎn)義，但大括號(hào)內(nèi)不能使用 \ 轉(zhuǎn)義：

>>> f'''He\'ll say {"I'm Eric"}'''
"He'll say I'm Eric"
>>> f'''He'll say {"I\'m Eric"}'''
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash

f-string大括號(hào)外如果需要顯示大括號(hào)，則應(yīng)輸入連續(xù)兩個(gè)大括號(hào) {{ 和 }}：

>>> f'5 {"{stars}"}'
'5 {stars}'
>>> f'{{5}} {"stars"}'
'{5} stars'

上面提到，f-string大括號(hào)內(nèi)不能使用 \ 轉(zhuǎn)義，事實(shí)上不僅如此，f-string大括號(hào)內(nèi)根本就不允許出現(xiàn) \。如果確實(shí)需要 \，則應(yīng)首先將包含 \ 的內(nèi)容用一個(gè)變量表示，再在f-string大括號(hào)內(nèi)填入變量名：

>>> f"newline: {ord('\n')}"
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash

>>> newline = ord('\n')
>>> f'newline: {newline}'
'newline: 10'

多行f-string

f-string還可用于多行字符串：

>>> name = 'Eric'
>>> age = 27
>>> f"Hello!" \
... f"I'm {name}." \
... f"I'm {age}."
"Hello!I'm Eric.I'm 27."
>>> f"""Hello!
...     I'm {name}.
...     I'm {age}."""
"Hello!\n    I'm Eric.\n    I'm 27."

自定義格式：對(duì)齊、寬度、符號(hào)、補(bǔ)零、精度、進(jìn)制等

f-string采用 {content:format} 設(shè)置字符串格式，其中 content 是替換并填入字符串的內(nèi)容，可以是變量、表達(dá)式或函數(shù)等，format 是格式描述符。采用默認(rèn)格式時(shí)不必指定 {:format}，如上面例子所示只寫 {content} 即可。

關(guān)于格式描述符的詳細(xì)語(yǔ)法及含義可查閱Python官方文檔，這里按使用時(shí)的先后順序簡(jiǎn)要介紹常用格式描述符的含義與作用：

對(duì)齊相關(guān)格式描述符

數(shù)字符號(hào)相關(guān)格式描述符

注：僅適用于數(shù)值類型。

數(shù)字顯示方式相關(guān)格式描述符

注1：僅適用于數(shù)值類型。
注2：# 對(duì)不同數(shù)值類型的作用效果不同，詳見下表：

寬度與精度相關(guān)格式描述符

注1：0width 不可用于復(fù)數(shù)類型和非數(shù)值類型，width.precision 不可用于整數(shù)類型。
注2：width.precision 用于不同格式類型的浮點(diǎn)數(shù)、復(fù)數(shù)時(shí)的含義也不同：用于 f、F、e、E 和 % 時(shí) precision 指定的是小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)，用于 g 和 G 時(shí) precision 指定的是有效數(shù)字位數(shù)（小數(shù)點(diǎn)前位數(shù)+小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)）。
注3：width.precision 除浮點(diǎn)數(shù)、復(fù)數(shù)外還可用于字符串，此時(shí) precision 含義是只使用字符串中前 precision 位字符。

示例：

>>> a = 123.456
>>> f'a is {a:8.2f}'
'a is   123.46'
>>> f'a is {a:08.2f}'
'a is 00123.46'
>>> f'a is {a:8.2e}'
'a is 1.23e+02'
>>> f'a is {a:8.2%}'
'a is 12345.60%'
>>> f'a is {a:8.2g}'
'a is  1.2e+02'

>>> s = 'hello'
>>> f's is {s:8s}'
's is hello   '
>>> f's is {s:8.3s}'
's is hel     '

千位分隔符相關(guān)格式描述符

注1：若不指定 , 或 _，則f-string不使用任何千位分隔符，此為默認(rèn)設(shè)置。
注2：, 僅適用于浮點(diǎn)數(shù)、復(fù)數(shù)與十進(jìn)制整數(shù)：對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù)，, 只分隔小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)位。
注3：_ 適用于浮點(diǎn)數(shù)、復(fù)數(shù)與二、八、十、十六進(jìn)制整數(shù)：對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù)，_ 只分隔小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)位；對(duì)于二、八、十六進(jìn)制整數(shù)，固定從低位到高位每隔四位插入一個(gè) _（十進(jìn)制整數(shù)是每隔三位插入一個(gè) _）。

示例：

>>> a = 1234567890.098765
>>> f'a is {a:f}'
'a is 1234567890.098765'
>>> f'a is {a:,f}'
'a is 1,234,567,890.098765'
>>> f'a is {a:_f}'
'a is 1_234_567_890.098765'

>>> b = 1234567890
>>> f'b is {b:_b}'
'b is 100_1001_1001_0110_0000_0010_1101_0010'
>>> f'b is {b:_o}'
'b is 111_4540_1322'
>>> f'b is {b:_d}'
'b is 1_234_567_890'
>>> f'b is {b:_x}'
'b is 4996_02d2'

格式類型相關(guān)格式描述符

基本格式類型

常用的特殊格式類型：標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) datetime 給定的用于排版時(shí)間信息的格式類型，適用于 date、datetime 和 time 對(duì)象

綜合示例

>>> a = 1234
>>> f'a is {a:^#10X}'      # 居中，寬度10位，十六進(jìn)制整數(shù)（大寫字母），顯示0X前綴
'a is   0X4D2   '

>>> b = 1234.5678
>>> f'b is {b:<+10.2f}'    # 左對(duì)齊，寬度10位，顯示正號(hào)（+），定點(diǎn)數(shù)格式，2位小數(shù)
'b is +1234.57  '

>>> c = 12345678
>>> f'c is {c:015,d}'      # 高位補(bǔ)零，寬度15位，十進(jìn)制整數(shù)，使用,作為千分分割位
'c is 000,012,345,678'

>>> d = 0.5 + 2.5j
>>> f'd is {d:30.3e}'      # 寬度30位，科學(xué)計(jì)數(shù)法，3位小數(shù)
'd is           5.000e-01+2.500e+00j'

>>> import datetime
>>> e = datetime.datetime.today()
>>> f'the time is {e:%Y-%m-%d (%a) %H:%M:%S}'   # datetime時(shí)間格式
'the time is 2018-07-14 (Sat) 20:46:02'

lambda表達(dá)式

f-string大括號(hào)內(nèi)也可填入lambda表達(dá)式，但lambda表達(dá)式的 : 會(huì)被f-string誤認(rèn)為是表達(dá)式與格式描述符之間的分隔符，為避免歧義，需要將lambda表達(dá)式置于括號(hào) () 內(nèi)：

>>> f'result is {lambda x: x ** 2 + 1 (2)}'
  File "<fstring>", line 1
    (lambda x)
             ^
SyntaxError: unexpected EOF while parsing

>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2)}'
'result is 5'
>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2):<+7.2f}'
'result is +5.00  '