第3.11節 Python強大的字元串格式化新功能：format字元串格式化的格式控制

                                            第3.11節 format字元串格式化的格式控制

一、    引言

上節介紹了四種format進行字元串格式化的方法，但都隻介紹了真實值與格式符的位置映射關系，而沒有介紹諸如寬度、對齊方式、精度控制等控制每個真實值顯示格式的内容。本節就介紹怎麼進行字元串格式化的格式控制，這種格式控制的要素在format格式化中稱為“格式說明符”。

在前面章節介紹了“格式符”（也稱為“替換字段”、“轉換說明符”），格式說明符是格式符的一個子串，專門用于控制輸出格式。

二、    格式符内容

在format字元串格式化中，“格式符”中大括号（大括号就是占位符）及其内的内容組成如下：

格式符：{[字段名][!轉換标志][: 格式說明符]}

1.    字段名：索引或辨別符，可以是數字（即索引）、變量、變量.屬性、變量[索引]、變量[鍵值]，指出要設定哪個真實值并使用結果來替換該字段。請見案例部分；

2.    轉換标志：跟在歎号後面的單個字元。目前支援的字元包括r（表示repr）、s（表示str）和a（表示ascii）。如果你指定了轉換标志，将不使用對象本身的格式設定機制，而是使用指定的函數将對象轉換為字元串，再做進一步的格式設定。上述三個标志（s、r和a）指定分别使用str、repr和ascii進行轉換。關于這三種類型，老猿沒有深入研究，我們來以：s='20190301 班 小明 同學,小名：小明，總分:597.5'這個字元串來進行測試：

1)    ascii(s)輸出：帶雙引号的編碼串

"'20190301 \\u73ed \\u5c0f\\u660e \\u540c\\u5b66,\\u5c0f\\u540d\\uff1a\\u5c0f\\u660e\\uff0c\\u603b\\u5206:597.5'"

2)    repr(s)輸出：在原輸入前加了雙引号

"'20190301 班 小明 同學,小名：小明，總分:597.5'"

3)    str(s)：與s值一樣。

函數str通常建立外觀普通的字元串版本（沒有對輸入字元串做任何處理）。函數repr嘗試建立給定值的Python表示（這裡是一個字元串字面量，老猿暫時沒有了解這句話，可能是字元串内容在Python中的記憶體存儲？）。函數ascii建立隻包含ASCII字元的表示（老猿了解就是把不是ascii碼的字元轉換成雙位元組編碼展示）。

3.    格式說明符：跟在冒号後面的微型格式指定語言表達式。格式說明符讓我們能夠詳細地指定最終的格式，包括格式類型（如字元串、浮點數或十六進制數），字段寬度和數的精度，如何顯示符号和千位分隔符，以及各種對齊和填充方式。

文法：[[填充符]對齊方式][符号][#][0][寬度][分組選項][.精度][類型]

1)    所有格式說明符字段都是可選項；

2)    填充符：可以是任何字元，将在顯示内容寬度比設定寬度短時用填充符補齊；

3)    對齊方式：“<”符号表示左對齊、“>”表示右對齊，“^”表示居中對齊，“=”用于帶符号的數字對齊時，在符号和數字之間補充填充符，當沒有指定填充符時，使用預設填充符（空格），但如果數字的寬度前有0時，0将替換預設填充符。

關于使用等号對數字對齊的舉例：

'{:=+9}'.format(12345)  #結果為：'+   12345'

'{:=+09}'.format(12345) #結果為：'+00012345'

'{:*=+09}'.format(12345) #結果為：'+***12345'

4)    符号：僅用于數字，“+”表示在數字前加正号和負号，“-”表示隻有負數加負号，這是預設的方式，空格表示在正數前加一個空格，負數前加一個減号

5)    #：表示在轉換成字元串時使用“替代形式”。此選項僅對integer、float、complex和decimal類型有效。對于整數，使用二進制、八進制或十六進制輸出時，此選項會将字首“0b”、“0o”或“0x”分别添加到輸出值。對于浮點數、複數和小數，替換形式會導緻轉換結果（即使後面沒有數字）始終包含小數點字元。此外，對于“g”和“g”轉換，尾随零不會從結果中移除。

6)    0：當沒有指定填充符時，如果數字的寬度前有“0”時，“0”将替換預設填充符；

7)    寬度：資料輸出占用的寬度，當實際輸出大于該寬度時按實際寬度輸出，此時對齊方式和填充符不起作用；

8)    分組選項：用于數字，“，”選項表示使用逗号作為千位分隔符。“_”選項表示對浮點類型和整型表示類型“d”的千位分隔符使用下劃線。對于整數表示類型“B”、“O”、“X”和“x”，下劃線将每4位插入一次。對于其他類型，指定此選項是錯誤的；

9)    精度：精度對于格式為“f”和“F”的浮點值，表示小數點後應顯示多少位數，對于格式為“g”或“G”的浮點值，小數點前後應顯示多少位數。對于非數字類型，字段訓示最大字段大小——換句話說，字元串的精度小于字元串長度時，直接截取前面長度。整數值不允許精度。注意精度前要帶點。

10)    類型：說明真實值的類型

類型           含義

b          将整數表示為二進制數

c          将整數解讀為Unicode碼點

d          将整數視為十進制數進行處理，這是整數預設使用的說明符

e          使用科學表示法來表示小數（用e來表示指數）

E          與e相同，但使用E來表示指數

f          将小數表示為定點數

F          與f相同，但對于特殊值（nan和inf），使用大寫表示

g          自動在定點表示法和科學表示法之間選擇。預設用于小數，在預設情況下至少有1位小數

G          與g相同，但使用大寫來表示指數和特殊值

n          與d相同，但插入随區域而異的數字分隔符

o          将整數表示為八進制數

s          保持字元串的格式不變，這是預設用于字元串的說明符

x          将整數表示為十六進制數并使用小寫字母

X          與x相同，但使用大寫字母

%          将數表示為百分比值（乘以100，按說明符f設定格式，再在後面加上%）

None           當沒有指定類型時，字元串按s方式，數字按d方式，浮點數按g方式

三、    格式符舉例

student={'name':'小明','class':'20190301','score':597.5}

1.    s1='{st[class]}班{st[name]:_>4}總分：{st[score]:0>+6.1f}'.format(st=student)

執行結果：s1= '20190301班__小明總分：+597.5'

2.    s2='{st[class]}班{st[name]!r:_>4}總分：{st[score]:0>+6.1f}'.format(st=student)

指定名字轉換标記為r，執行結果：s2="20190301班'小明'總分：+597.5"

3.    s3=f"{ student ['classno']}班{ student ['name']:_>4}總分：{ student ['score']:0>+6.1f}"

執行結果：'20190301班__小明總分：+597.5'，注意這裡的字典鍵值加了單引号。

4.    '{:*>+#10_}'.format(123456)   #結果為'**+123_456'

5.    '{:*>+#10_b}'.format(123456) #結果為'+0b1_1110_0010_0100_0000'

6.    '{:*>+#10_o}'.format(123456) #結果為'+0o36_1100

7.    '{:*>+#10_x}'.format(123456) #結果為'*+0x1_e240'

以上例子就不補充解釋了，大家對照前面的說明自己分析一下。

本節詳細介紹了格式化字元串中的格式符的組成及每部分的含義，并舉例進行說明，内容比較多，不容易記住，請大家先了解，具體格式實際使用時進行資料速查就可以了。最後補充介紹一下子產品string中幾個與字元串相關的常量和一個函數：

string.digits：包含數字0～9的字元串。

string.ascii_letters：包含所有ASCII字母（大寫和小寫）的字元串。

string.ascii_lowercase：包含所有小寫ASCII字母的字元串。

string.printable：包含所有可列印的ASCII字元的字元串。

string.punctuation：包含所有ASCII标點字元的字元串。

string.ascii_uppercase：包含所有大寫ASCII字母的字元串。雖然說的是ASCII字元，但值實際上是未解碼的Unicode字元串。

string.capwords(s[, sep]) 使用split根據sep拆分s，将每項的首字母大寫，再以SPLIT為分隔符将它們合并起來，如：

string.capwords(s,'/')

'/Usr/Var/Tempdirectory'

到本節為止，字元串的内容共介紹了六節内容，基本上字元串相關的内容就全介紹完了，希望大家好好了解。

截止到本節，Python的資料類型基礎知識就介紹完了。這陣子老猿是每天至少寫一篇部落格，都是基于前期學習的知識基礎上整理出來的内容，後後面準備介紹的生成器、疊代器、清單解析等内容部分還在深入研究和總結，後面更新将放慢節奏，但至少保證每周一節内容的更新，同時個人認為後面這些内容屬于資料類型進階的内容，将新開一章進行介紹。