Python format()函数高级字符串格式化详解

Python format()函数高级字符串格式化详解

format()是Python中功能强大的字符串格式化工具，它提供了比传统%格式化更灵活、更强大的方式来处理字符串格式化。下面我将从基础到高级全面讲解format()函数的使用方法。

一、format()函数基础用法

1. 基本语法

"模板字符串".format(参数1, 参数2, ...)

2. 三种基本使用方式

(1) 位置参数

print("{}的{}成绩是{}".format("张三", "数学", 95))
# 输出: 张三的数学成绩是95

(2) 索引参数

print("{0}的{2}成绩是{1}".format("张三", 95, "数学"))
# 输出: 张三的数学成绩是95

(3) 命名参数

print("{name}的{subject}成绩是{score}".format(
    name="李四", 
    subject="英语", 
    score=88
))
# 输出: 李四的英语成绩是88

二、数字格式化

1. 基本数字格式化语法

"{:[填充][对齐][符号][宽度][,][.精度][类型]}".format(数字)

2. 常用数字格式化示例

格式化需求	格式字符串	示例代码	输出结果
保留2位小数	{:.2f}	"{:.2f}".format(3.14159)	3.14
千分位分隔	{:,}	"{:,}".format(1234567)	1,234,567
百分比显示	{:.2%}	"{:.2%}".format(0.4567)	45.67%
十六进制	{:x}	"{:x}".format(255)	ff
二进制	{:b}	"{:b}".format(10)	1010
科学计数法	{:.2e}	"{:.2e}".format(123456)	1.23e+05

3. 对齐与填充

格式化需求	格式字符串	示例代码	输出结果
右对齐(默认)	{:10}	"{:10}".format(123)	123
左对齐	{:<10}	"{:<10}".format(123)	123
居中对齐	{:^10}	"{:^10}".format(123)	123
用0填充	{:010}	"{:010}".format(123)	0000000123
用*填充	{:*^10}	"{:*^10}".format(123)	***123****

# 综合示例：银行金额显示
amount = 1234567.8912
print("账户余额: {:,.2f}元".format(amount))
# 输出: 账户余额: 1,234,567.89元

三、字符串格式化

1. 字符串对齐与截断

格式化需求	格式字符串	示例代码	输出结果
右对齐	{:>10}	"{:>10}".format("hello")	hello
左对齐	{:<10}	"{:<10}".format("hello")	hello
居中对齐	{:^10}	"{:^10}".format("hello")	hello
截断字符串	{:.3}	"{:.3}".format("hello")	hel

2. 填充与对齐结合

# 表格格式化示例
data = [("苹果", 5.5, 10), ("香蕉", 3.2, 8), ("橙子", 4.8, 15)]

for item in data:
    print("{:<8} 单价: {:>5.2f}元 库存: {:03d}".format(*item))
    
# 输出:
# 苹果      单价:  5.50元 库存: 010
# 香蕉      单价:  3.20元 库存: 008
# 橙子      单价:  4.80元 库存: 015

四、高级格式化技巧

1. 访问对象属性

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

p = Person("王五", 30)
print("{0.name}今年{0.age}岁".format(p))
# 输出: 王五今年30岁

2. 访问字典元素

data = {"name": "赵六", "score": 92}
print("学生{name}的成绩是{score}".format(**data))
# 输出: 学生赵六的成绩是92

3. 访问列表元素

items = ["手机", "电脑", "平板"]
print("产品1: {0[0]}, 产品2: {0[1]}".format(items))
# 输出: 产品1: 手机, 产品2: 电脑

4. 动态格式化

# 根据条件动态设置格式
for num in [123, 12345, 1234567]:
    print("{:{align}{width},}".format(num, align=">", width=10))
    
# 输出:
#        123
#     12,345
#  1,234,567

五、特殊格式化

1. 大括号转义

# 显示大括号本身
print("{{}}是format使用的括号".format())
# 输出: {}是format使用的括号

2. 日期时间格式化

from datetime import datetime
now = datetime.now()
print("{:%Y-%m-%d %H:%M:%S}".format(now))
# 输出: 2023-08-15 14:30:45 (当前时间)

3. 自定义格式化

class Temperature:
    def __init__(self, celsius):
        self.celsius = celsius
    
    def __format__(self, format_spec):
        if format_spec == "f":
            return f"{self.celsius * 9/5 + 32:.1f}°F"
        return f"{self.celsius:.1f}°C"

temp = Temperature(25)
print("温度: {:f}".format(temp))  # 输出: 温度: 77.0°F
print("温度: {}".format(temp))    # 输出: 温度: 25.0°C

六、性能比较

1. 各种格式化方式对比

格式化方式	Python版本	可读性	性能	功能
%格式化	所有版本	一般	快	有限
str.format()	2.6+	好	中	强大
f-string	3.6+	最好	最快	强大

2. 何时使用format()

✅ 适合场景：

• Python 2.6到3.5版本
• 需要复用格式模板
• 复杂的格式化需求
• 需要动态格式字符串

❌ 不适合场景：

• Python 3.6+简单格式化(用f-string更好)
• 极高性能要求的场景

七、实际应用案例

案例1：生成报表

# 销售报表生成
sales_data = [
    ("笔记本电脑", 12, 5999.99),
    ("智能手机", 25, 3999.50),
    ("平板电脑", 8, 2999.00)
]

# 表头
print("{:<15} {:>10} {:>15} {:>15}".format(
    "产品名称", "销售数量", "单价", "总金额"))
print("-" * 60)

# 表格内容
for product, quantity, price in sales_data:
    total = quantity * price
    print("{:<15} {:>10d} {:>15,.2f} {:>15,.2f}".format(
        product, quantity, price, total))

# 输出示例:
# 产品名称           销售数量            单价          总金额
# ------------------------------------------------------------
# 笔记本电脑             12        5,999.99       71,999.88
# 智能手机               25        3,999.50       99,987.50
# 平板电脑                8        2,999.00       23,992.00

案例2：日志格式化

def log_message(level, message):
    timestamp = datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
    print("[{:<5}] {:<20} {}".format(level, timestamp, message))

log_message("INFO", "系统启动完成")
log_message("ERROR", "文件打开失败")

# 输出示例:
# [INFO ] 2023-08-15 14:45:30 系统启动完成
# [ERROR] 2023-08-15 14:46:12 文件打开失败

八、总结

format()函数核心要点：

1. 基本用法：位置参数{}、索引参数{0}、命名参数{name}
2. 数字格式化：
   • 精度控制：{:.2f}
   • 千分位：{:,}
   • 对齐填充：{:0>10}
3. 字符串格式化：对齐{:<10}、截断{:.5}
4. 高级特性：
   • 访问对象属性{obj.attr}
   • 动态格式{:{width}}
   • 自定义__format__方法
5. 特殊格式：日期时间、大括号转义

format()提供了Python中最强大、最灵活的字符串格式化能力，特别适合需要复杂格式控制的场景。虽然Python 3.6+引入了更简洁的f-string，但在需要复用格式模板或兼容旧版本Python时，format()仍然是不可或缺的工具。