第3.11节 Python强大的字符串格式化新功能：format字符串格式化的格式控制

                                            第3.11节 format字符串格式化的格式控制

一、    引言

上节介绍了四种format进行字符串格式化的方法，但都只介绍了真实值与格式符的位置映射关系，而没有介绍诸如宽度、对齐方式、精度控制等控制每个真实值显示格式的内容。本节就介绍怎么进行字符串格式化的格式控制，这种格式控制的要素在format格式化中称为“格式说明符”。

在前面章节介绍了“格式符”（也称为“替换字段”、“转换说明符”），格式说明符是格式符的一个子串，专门用于控制输出格式。

二、    格式符内容

在format字符串格式化中，“格式符”中大括号（大括号就是占位符）及其内的内容组成如下：

格式符：{[字段名][!转换标志][: 格式说明符]}

1.    字段名：索引或标识符，可以是数字（即索引）、变量、变量.属性、变量[索引]、变量[键值]，指出要设置哪个真实值并使用结果来替换该字段。请见案例部分；

2.    转换标志：跟在叹号后面的单个字符。当前支持的字符包括r（表示repr）、s（表示str）和a（表示ascii）。如果你指定了转换标志，将不使用对象本身的格式设置机制，而是使用指定的函数将对象转换为字符串，再做进一步的格式设置。上述三个标志（s、r和a）指定分别使用str、repr和ascii进行转换。关于这三种类型，老猿没有深入研究，我们来以：s='20190301 班 小明 同学,小名：小明，总分:597.5'这个字符串来进行测试：

1)    ascii(s)输出：带双引号的编码串

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

2)    repr(s)输出：在原输入前加了双引号

"'20190301 班 小明 同学,小名：小明，总分:597.5'"

3)    str(s)：与s值一样。

函数str通常创建外观普通的字符串版本（没有对输入字符串做任何处理）。函数repr尝试创建给定值的Python表示（这里是一个字符串字面量，老猿暂时没有理解这句话，可能是字符串内容在Python中的内存存储？）。函数ascii创建只包含ASCII字符的表示（老猿理解就是把不是ascii码的字符转换成双字节编码展示）。

3.    格式说明符：跟在冒号后面的微型格式指定语言表达式。格式说明符让我们能够详细地指定最终的格式，包括格式类型（如字符串、浮点数或十六进制数），字段宽度和数的精度，如何显示符号和千位分隔符，以及各种对齐和填充方式。

语法：[[填充符]对齐方式][符号][#][0][宽度][分组选项][.精度][类型]

1)    所有格式说明符字段都是可选项；

2)    填充符：可以是任何字符，将在显示内容宽度比设定宽度短时用填充符补齐；

3)    对齐方式：“<”符号表示左对齐、“>”表示右对齐，“^”表示居中对齐，“=”用于带符号的数字对齐时，在符号和数字之间补充填充符，当没有指定填充符时，使用默认填充符（空格），但如果数字的宽度前有0时，0将替换默认填充符。

关于使用等号对数字对齐的举例：

'{:=+9}'.format(12345)  #结果为：'+   12345'

'{:=+09}'.format(12345) #结果为：'+00012345'

'{:*=+09}'.format(12345) #结果为：'+***12345'

4)    符号：仅用于数字，“+”表示在数字前加正号和负号，“-”表示只有负数加负号，这是默认的方式，空格表示在正数前加一个空格，负数前加一个减号

5)    #：表示在转换成字符串时使用“替代形式”。此选项仅对integer、float、complex和decimal类型有效。对于整数，使用二进制、八进制或十六进制输出时，此选项会将前缀“0b”、“0o”或“0x”分别添加到输出值。对于浮点数、复数和小数，替换形式会导致转换结果（即使后面没有数字）始终包含小数点字符。此外，对于“g”和“g”转换，尾随零不会从结果中移除。

6)    0：当没有指定填充符时，如果数字的宽度前有“0”时，“0”将替换默认填充符；

7)    宽度：数据输出占用的宽度，当实际输出大于该宽度时按实际宽度输出，此时对齐方式和填充符不起作用；

8)    分组选项：用于数字，“，”选项表示使用逗号作为千位分隔符。“_”选项表示对浮点类型和整型表示类型“d”的千位分隔符使用下划线。对于整数表示类型“B”、“O”、“X”和“x”，下划线将每4位插入一次。对于其他类型，指定此选项是错误的；

9)    精度：精度对于格式为“f”和“F”的浮点值，表示小数点后应显示多少位数，对于格式为“g”或“G”的浮点值，小数点前后应显示多少位数。对于非数字类型，字段指示最大字段大小——换句话说，字符串的精度小于字符串长度时，直接截取前面长度。整数值不允许精度。注意精度前要带点。

10)    类型：说明真实值的类型

类型           含义

b          将整数表示为二进制数

c          将整数解读为Unicode码点

d          将整数视为十进制数进行处理，这是整数默认使用的说明符

e          使用科学表示法来表示小数（用e来表示指数）

E          与e相同，但使用E来表示指数

f          将小数表示为定点数

F          与f相同，但对于特殊值（nan和inf），使用大写表示

g          自动在定点表示法和科学表示法之间选择。默认用于小数，在默认情况下至少有1位小数

G          与g相同，但使用大写来表示指数和特殊值

n          与d相同，但插入随区域而异的数字分隔符

o          将整数表示为八进制数

s          保持字符串的格式不变，这是默认用于字符串的说明符

x          将整数表示为十六进制数并使用小写字母

X          与x相同，但使用大写字母

%          将数表示为百分比值（乘以100，按说明符f设置格式，再在后面加上%）

None           当没有指定类型时，字符串按s方式，数字按d方式，浮点数按g方式

三、    格式符举例

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

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

执行结果：s1= '20190301班__小明总分：+597.5'

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

指定名字转换标记为r，执行结果：s2="20190301班'小明'总分：+597.5"

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

执行结果：'20190301班__小明总分：+597.5'，注意这里的字典键值加了单引号。

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

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

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

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

以上例子就不补充解释了，大家对照前面的说明自己分析一下。

本节详细介绍了格式化字符串中的格式符的组成及每部分的含义，并举例进行说明，内容比较多，不容易记住，请大家先理解，具体格式实际使用时进行资料速查就可以了。最后补充介绍一下模块string中几个与字符串相关的常量和一个函数：

string.digits：包含数字0～9的字符串。

string.ascii_letters：包含所有ASCII字母（大写和小写）的字符串。

string.ascii_lowercase：包含所有小写ASCII字母的字符串。

string.printable：包含所有可打印的ASCII字符的字符串。

string.punctuation：包含所有ASCII标点字符的字符串。

string.ascii_uppercase：包含所有大写ASCII字母的字符串。虽然说的是ASCII字符，但值实际上是未解码的Unicode字符串。

string.capwords(s[, sep]) 使用split根据sep拆分s，将每项的首字母大写，再以SPLIT为分隔符将它们合并起来，如：

string.capwords(s,'/')

'/Usr/Var/Tempdirectory'

到本节为止，字符串的内容共介绍了六节内容，基本上字符串相关的内容就全介绍完了，希望大家好好理解。

截止到本节，Python的数据类型基础知识就介绍完了。这阵子老猿是每天至少写一篇博客，都是基于前期学习的知识基础上整理出来的内容，后后面准备介绍的生成器、迭代器、列表解析等内容部分还在深入研究和总结，后面更新将放慢节奏，但至少保证每周一节内容的更新，同时个人认为后面这些内容属于数据类型进阶的内容，将新开一章进行介绍。

老猿Python(https://blog.csdn.net/LaoYuanPython)系列文章用于逐步介绍老猿学习Python后总结的学习经验，这些经验有助于没有接触过Python的程序员可以很容易地进入Python的世界。 

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