为什么需要字符串格式化？
在Python编程中，字符串格式化是将变量、表达式结果或其他数据类型插入到字符串中的过程。它使我们能够：
- 动态生成字符串内容
- 创建结构化的输出（如日志消息、用户界面）
- 控制数字的显示格式（小数位数、千位分隔符等）
- 提高代码可读性和维护性
Python字符串格式化方法演进
1. % 格式化（传统方法）
Python最早的字符串格式化方法，类似于C语言的printf风格。
基本语法： "字符串 % 值"
name = "Alice"
age = 30
print("Name: %s, Age: %d" % (name, age))
# 输出: Name: Alice, Age: 30常用占位符：
%s- 字符串%d- 十进制整数%f- 浮点数%x- 十六进制整数
2. str.format()方法（Python 2.6+）
更强大、更灵活的字符串格式化方法，使用花括号{}作为占位符。
基本语法： "字符串".format(值)
product = "Laptop"
price = 899.99
print("Product: {0}, Price: ${1:.2f}".format(product, price))
# 输出: Product: Laptop, Price: $899.99高级特性：
- 位置参数和关键字参数
- 访问对象属性和字典键
- 数字格式化（千位分隔符、百分比等）
3. f-string（Python 3.6+）
现代Python字符串格式化方法，在字符串前加f前缀，直接在{}内写表达式。
基本语法： f"字符串{表达式}"
first_name = "Bob"
last_name = "Smith"
print(f"Full name: {first_name} {last_name.upper()}")
# 输出: Full name: Bob SMITH主要优点：
- 语法简洁直观
- 直接在占位符内执行表达式
- 性能优于其他方法
- 提高代码可读性
f-string 高级用法详解
1. 表达式计算
x = 10
y = 25
print(f"Sum: {x + y}, Product: {x * y}")
# 输出: Sum: 35, Product: 2502. 数字格式化
pi = 3.1415926535
salary = 100000
print(f"Pi: {pi:.4f}") # 保留4位小数
print(f"Salary: ${salary:,}") # 千位分隔符
print(f"Hex: {255:#x}") # 十六进制格式
print(f"Percentage: {0.675:.2%}") # 百分比
# 输出:
# Pi: 3.1416
# Salary: $100,000
# Hex: 0xff
# Percentage: 67.50%3. 对齐与填充
header = "Python"
print(f"|{header:<20}|") # 左对齐
print(f"|{header:^20}|") # 居中对齐
print(f"|{header:>20}|") # 右对齐
print(f"|{header:*^20}|") # 居中并用*填充
# 输出:
# |Python |
# | Python |
# | Python|
# |*******Python*******|4. 日期格式化
from datetime import datetime
today = datetime.now()
print(f"Today: {today:%Y-%m-%d}")
print(f"Time: {today:%H:%M:%S}")
print(f"Full: {today:%A, %B %d, %Y}")
# 输出:
# Today: 2023-10-15
# Time: 14:30:45
# Full: Sunday, October 15, 2023方法对比与最佳实践
| 方法 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| % 格式化 | 简单，类似C语言语法 | 功能有限，类型错误风险 | 简单脚本，兼容旧代码 |
| str.format() | 功能强大，支持复杂格式 | 语法稍冗长 | Python 2.6-3.5项目 |
| f-string | 语法简洁，性能最好，可读性强 | 仅Python 3.6+支持 | 现代Python项目首选 |
最佳实践建议：
- Python 3.6+项目优先使用f-string - 提供最佳可读性和性能
- 需要兼容旧版本Python时使用str.format()
- 避免在新项目中使用%格式化
- 复杂格式化操作考虑使用模板字符串（Template）
- 用户提供的格式化字符串要使用安全方法（避免f-string直接执行代码）
总结
Python字符串格式化是每个开发者必须掌握的核心技能。从传统的%操作符到强大的str.format()，再到现代高效的f-string，Python提供了多种灵活的字符串格式化方法：
- f-string 是现代Python（3.6+）的首选方法，语法简洁且性能优异
- str.format() 在需要兼容旧版本Python时是不错的选择
- %格式化 主要用于维护旧代码库
无论选择哪种方法，都要注意：
- 保持代码可读性和一致性
- 处理用户输入时要防范安全风险
- 复杂场景考虑使用Python的string.Template
开始在你的Python项目中使用f-string吧，体验更简洁、更强大的字符串格式化！
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