一、Reference

Built-in Types — Python 3.9.12 documentation

2. Lexical analysis — Python 3.10.4 documentation

string — Common string operations — Python 3.9.12 documentation

https://blog.csdn.net/sunxb10/article/details/81036693

Python 中 str.format() 方法详解_团子大圆帅的博客-CSDN博客_str.format

二、字符串前的字母f、r、u、b的含义

2.1 f表示按格式输出

以f开头表示在字符串内⽀持⼤括号中嵌套表达式。

import time
t0 = time.time()
time.sleep(1)
name = 'processing'
print(f'{name} done in {time.time() - t0:.2f} s') # 输出：processing done in 1.00 s

具体的格式控制机制，在本文的第三部分会详细讲到。

2.2 r表示不转义的字符串

作⽤：去掉反斜杠的转移机制。常见的转义字符，⽐如'\n'表⽰换⾏，'\t'表⽰水平制表符等。

应⽤：常⽤于正则表达式，对应re模块。

2.3 u表示Unicode编码格式存储

英文字符在使用各种编码下, 基本都可以正常解析, 所以一般不带u；但是中文，尽量表明所需编码, 否则一旦编码转换就会出现乱码。

2.4 b表示bytes格式存储

例: response = b'<h1>Hello World!</h1>' # b' ' 表⽰这是⼀个 bytes 对象

作⽤："b"前缀表示后⾯的字符串是bytes类型。

⽤处：⽹络编程中，服务器和浏览器只认bytes类型数据。比如：send函数的参数和recv函数的返回值都是bytes类型。

附：在Python3中，bytes 和 str 的互相转换⽅式是str.encode('utf-8')和bytes.decode('utf-8')

三、3种字符串和表达式/变量配合方法

如python官网所示，输出格式，大致也就下面几种（除去人工更改输出格式）

其中①对应本文的3.1，③对应本文的3.2，②对应本文的3.3。

3.1 字符串前缀f格式化输出

Python格式化字符串f-string概览_sunxb10的博客-CSDN博客_f字符串

上面这几篇文章，是我见过讲的比较清楚和全面的。

在本文的3.1部分，我的总结，也是基于上面几篇文章。

3.1.1 f-string是什么？

f-string（简称），亦称为格式化字符串常量（formatted string literals，官网是这么叫的），是Python3.6新引入的一种字符串格式化方法，该方法源于PEP 498 – Literal String Interpolation，主要目的是使格式化字符串的操作更加简便。

f-string在形式上是以 f 或 F 修饰符引领的字符串（f'xxx' 或 F'xxx'），以大括号 {} 标明被替换的字段；f-string在本质上并不是字符串常量，而是一个在运行时运算求值的表达式：

f-string在功能方面不逊于传统的%-formatting语句和str.format()函数，同时性能又优于二者，且使用起来也更加简洁明了，因此对于Python3.6及以后的版本，推荐使用f-string进行字符串格式化。

3.1.2 花括号中支持哪些数据？

（1）字符串、数值型（浮点数、整数、复数）；以上这些，既可以是常量，也可是变量。

（2）存在返回值的表达式或函数调用。

3.1.3 花括号内的特殊符号（引号、双花、斜杠）

（1）对于单引号，双引号，三引号

要有一定层次，不能在花括号内外同时用单引号、也不能同时用双引号；
三引号只能在最外边用，这时花括号里边可以用单引号或双引号。

（2）对于双花括号

如果花括号里的字符串，需要包裹上一层花括号，可以使用双花括号。

（3）对于反斜杠（转义符）

花括号内不支持转义，并且反斜杠符号不能直接出现在花括号内；
如果需要在花括号中包含反斜杠，可以使用临时变量。比如s='\o'，f'{s}'就不会出错。

3.1.4 lambda匿名函数与f-string

f-string大括号内也可填入lambda匿名函数，但lambda匿名函数的 : 会被f-string误认为是数据内容与格式描述符之间的分隔符，为避免歧义，需要将lambda表达式置于括号 () 内：

>>> 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  '

3.1.5 多行f-string——花括号外的反斜杠

假使需要输出多行f-string，那么可以用反斜杠符完成换行。
每一行的f-string前都要加f，并且都要带引号包裹。

3.1.6 格式描述符

f-string采用{data:format}的格式编排，冒号前面是本文3.1.1中所描述的数据，冒号后面是本文3.1.6部分主要下笔墨的。

本引用源于：string --- 常见的字符串操作 — Python 3.10.4 文档

如果不通过重写 __format__ 方法来进行自定义的话，标准格式说明符的形式如下。

[[fill]align][sign][#][0][width][grouping_option][.precision][type]

[fill]：填充符，<any character>，也即任何单个字符都可以作为填充符；默认是空格符填充。

[align]：对齐符，"<" | ">" | "=" | "^"，分别对应左对齐（字符串默认对齐方式）、右对齐（数值默认对齐方式）、强制填充、居中。

[sign]：正负符，"+" | "-" | " "，分别对应正数前加正号负数前加负号、仅在负数前加负号、正数前前导空格负数前加负号。仅适用于数值。

[#]：该符号是一种进制描述符，如果加上了，那么就会在输出结果上加上进制符号。比如二进制是0b，八进制加0o，十进制不加，十六进制加0x。仅适用于数值。

[width]：该参数描述了数据的最小占用宽度，用一个数字表示；对于数值和字符串都适用。

[grouping_option]：千位分隔符，"_" | ","。若不指定【,】或【_】，则f-string默认使用任何千位分隔符。【,】仅适用于浮点数、复数与十进制整数；对于浮点数和复数，【,】只分隔小数点前的数位。【_】适用于浮点数、复数与二、八、十、十六进制整数：对于浮点数和复数，【_】只分隔小数点前的数位；对于二、八、十六进制整数，固定从低位到高位每隔四位插入一个【_】（十进制整数是每隔三位插入一个【_】）。

[.precision]：精度符，小数点后加一个数字。data既可以是数值也可以是字符串。data若为浮点数、复数，用于 f、F、e、E 和 % 时 precision 指定的是小数点后的位数，而用于 g 和 G 时 precision 指定的是有效数字位数（小数点前位数+小数点后位数）。data若为字符串，含义是只使用字符串中前 precision 位字符。

[type]：数据类型符。"b" | "c" | "d" | "e" | "E" | "f" | "F" | "g" | "G" | "n" | "o" | "s" | "x" | "X" | "%"，各自的含义，网上很常见，就不赘述了。"n"类似"d"，当有千位分隔符时就有所区别。如果不指定数据类型符，也即这个是None时，若data属于数值型数据，那么就等同于"d"，若data属于字符型数据，那么就等同于"s"。注意，对于%百分号，我专门写了一篇文章来介绍它在python的用法——【https://blog.csdn.net/PSpiritV/article/details/123868133】。

补充：对于时间型数据，也有特定的格式控制符，见以下表格。常用的特殊格式类型：标准库 datetime 给定的用于排版时间信息的格式类型，适用于 date、datetime 和 time 对象。

源于：datetime — Basic date and time types — Python 3.10.4 documentation

格式描述符	含义	显示样例
%a	星期几（缩写）	'Sun'
%A	星期几（全名）	'Sunday'
%w	星期几（数字，0 是周日，6 是周六）	'0'
%u	星期几（数字，1 是周一，7 是周日）	'7'
%d	日（数字，以 0 补足两位）	'07'
%b	月（缩写）	'Aug'
%B	月（全名）	'August'
%m	月（数字，以 0 补足两位）	'08'
%y	年（后两位数字，以 0 补足两位）	'14'
%Y	年（完整数字，不补零）	'2014'
%H	小时（24小时制，以 0 补足两位）	'23'
%I	小时（12小时制，以 0 补足两位）	'11'
%p	上午/下午	'PM'
%M	分钟（以 0 补足两位）	'23'
%S	秒钟（以 0 补足两位）	'56'
%f	微秒（以 0 补足六位）	'553777'
%z	UTC偏移量（格式是 ±HHMM[SS]，未指定时区则返回空字符串）	'+1030'
%Z	时区名（未指定时区则返回空字符串）	'EST'
%j	一年中的第几天（以 0 补足三位）	'195'
%U	一年中的第几周（以全年首个周日后的星期为第0周，以 0 补足两位）	'27'
%w	一年中的第几周（以全年首个周一后的星期为第0周，以 0 补足两位）	'28'

3.2 字符串尾巴%格式化输出

本方法，在python官网中，叫做「Old string formatting」；在民间有些人把这种输出叫做「%-formatting语句」。

给出的示例代码如下：

with open('read/test_%d.jpg' % i, 'wb') as f:f.write(image_data)

除此之外，还可以加多个变量，那么%后面的多个表达式/变量必须用圆括号括起来。

with open('read/test_%d_%s.jpg' % (i, s), 'wb') as f:f.write(image_data)

其实，对于这种%-formatting语句，本质上和f-string语句没什么区别。前者的一般格式是f'{data:format}'，而后者的一般格式是'%format' % data。

这两者的data部分、format部分，存在形式完全一样，可以互相参考。

为了不重复啰嗦，可以去本文的3.1小节查询。

%-formatting语句中比较独特的属性——可以利用字典来赋予变量。详见下面的代码块。

dict1 = {'name':'zhang', 'action':'running'}print('%(name)s is %(action)s' % dict1)# zhang is running

3.3 str.format()方法格式化输出

下文主要源于：Python 中 str.format() 方法详解_团子大圆帅的博客-CSDN博客_str.format

3.3.1 str.format()方法本质上是什么？

str是string（字符串）的意思，而.format()说明是在调用字符串对象的方法。那么圆括号里使用的参数，如官网所示，分别是可变位置参数和可变关键字参数。

而根据python中函数/方法的可变参数使用方法：可变位置参数既可以用*加序列（元组、列表）的方式传入，也可把数据直接顺序传入；可变关键字参数可用**加字典的方式传入，也可直接通过形参名=数据的方式传入（可不按顺序，但是必须在位置参数后面）。

过多的就不介绍了，其实一旦把这个format()看成一种函数/方法调用，基本就理解得差不多了。

3.3.2 replacement field(替换字段)的格式

replacement field的概念在前面的3.1和3.2小节都没提（但其实它们也能用到），是因为这个概念是最高一级的概念；replacement field的概念可以在官网的Format String Syntax中查看。

翻译成中文，就是{字段名!转换字段:格式说明符}；其中「:格式说明符」是上文已经讲烂了的部分；而字段名在f-string中其实就是上文中提到的{data:format}中的data，在%-formatting中其实就是%分割符后的data。

由于上文对[!转换字段]并无涉及，所以在本小节就简略阐释一下。

转换字段 conversion field 的取值有三种（s、r、a），前面要加!，也即!s、!r、!a。

这三种取值，分别对应str()、repr()、ascii()。

ascii() 函数类似 repr() 函数，返回一个可以表示对象的字符串。但是对于非 ASCII 字符，使用 \x，\u 或者 \U 转义。

# 转换字段
print('I am {!s}!'.format('Bruce Lee 李小龙'))
print('I am {!r}!'.format('Bruce Lee 李小龙'))
print('I am {!a}!'.format('Bruce Lee 李小龙'))
"""
I am Bruce Lee 李小龙!
I am 'Bruce Lee 李小龙'!
I am 'Bruce Lee \u674e\u5c0f\u9f99'!
"""

3.3.3 如何正确地在花括号中引用format()中的参数？

在3.3.1中已经阐述过，传入format()的参数分为位置参数和关键词参数。

对于位置参数，本质上就是一种序列（元组、列表）；我们想引用列表或元组里的元素，最简单的方法就是索引了，比如列表a=[6,5,0]，那么a[0]=6，a[2]=0。

方法①既然本质是序列，可以用元素对应的索引号（从0开始数）来引用位置参数（也即field_name为digit+）。这种方法的优点在于可以重复引用位置参数，并且在string中引用位置参数的顺序可以和在format()方法中传入的顺序不同。

方法②借花括号出现在string中的顺序号码来确定引用的是哪个位置参数（也即field_name不指定）。这种方法的缺点在于不灵活，优点在于简单。

方法①和方法②，共同的特点在于都可以仅使用部分在format()方法中传入的位置参数，方法②如果不全部引用传入的位置参数，那么必须在传入时把不引用的位置参数放在靠后的位置，但是方法①就不需要考虑到这一点。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

注意！！！

方法①和方法②不能同时使用，因为这样会导致混乱。

对于关键词参数，本质上就是一种字典，仅可借value对应的key来引用（也即field_name为key_index）。

3.3.4 属性和子成员引用方法（补充）

基于3.3.3，在本小节做一个补充。

当位置参数或关键词参数是一个序列（元组、列表、数组、字典等）时，可以通过中括号[idx]来进一步索引；当序列是元组、列表、数组时，idx是digit+；当序列是字典时，idx是key_index。

当需要引用位置参数或关键词参数的属性时，可以通过[.property]的方法进一步引用。

3.3.5 对于format_spec的描述

本文的3.1小节，已经把这个讲得很透彻了，因此不再赘述。

四、学习小结与教训

本人在学这个“字符串输出”的时候，参考了很多中文资料，奈何这些中文资料各自为战、各自残缺、各自命名（翻译不统一），所以导致我学习获得的认知非常混乱、总的来说效率不是很高。

因此，我强烈建议各位读者在学习的时候，能够找到官方文档中对该部分的描述在哪里，文章中的被翻译的名词在官网中对应的是什么术语。在中文文章中过一遍后，去官方文档中查看这个知识点的编排方式，对知识本身的理解会更上一个层次，会更加深刻、底层以及全面（毕竟官网的是源头，中文翻译都是切片）。

我也强烈建议各位读者学好英语，因为有时候不是中文文章本身质量不好，而是翻译的时候多少有点误差或区别、或者不同翻译材料之间出现“打架”现象，这时候去源头上查个究竟，知识会明朗很多！

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