读完这一篇，字符串格式化界的“白富美”（f-strings）抱回家！

f-strings

从Python 3.6开始，新引入了一种字符串格式化方法，称为“格式化字符串常量”（formatted string literal），简称f-strings。相比于%、str.format、string.Template这些字符串格式化方法，f-strings在功能上一点不逊色，性能更优，而且更易读、更简洁，也不易出错。如果你使用的是Python3.6以上的版本，建议你使用f-strings来格式化字符串。

f-strings是以f或F打头的字符串，形如f'Ilove {name}'、F'I am {name} and I am {age} years old.'。请注意，在f（或F）与引号之间不要有空格，否则会引起语法错误。另外，对于f后面字符串的引号，你可以使用单引号、双引号或三引号，但是要配对使用，不可出现交叉，相同引号不能嵌套，这与创建普通字符串时对引号的使用要求是一样的。f-strings提供了一种把表达式嵌入字符串中的方法，而且语法相当简洁，我们只需要把表达式直接放入一对花括号中就行了。请注意，f-strings中可以有多个花括号，但这些花括号必须成对出现，不允许有单个左花括号或右花括号存在。程序运行时会计算表达式的值，并使用结果值替换表达式，最终形成一个完整的字符串。这里所说的“表达式”可以是任意表达式，包括变量、函数、各种运算表达式、条件表达式，以及lambda表达式等。

>>> name = 'Lily'

# 使用单引号

>>> f'I love {name}'

'I love Lily'

# f和'之间有空格

>>> f 'I love {name}'

SyntaxError: invalid syntax

# 使用双引号

>>> f"I love {name}"

'I love Lily'

# 使用三引号

>>> f'''I love {name}'''

'I love Lily'

>>> f'''I love {name},

and Jack loves {name},too.'''

'I love Lily,\nand Jack loves Lily,too.'

# 调用字符串的upper()函数

# 把名字转换为大写

>>> f'I love {name.upper()}'

'I love LILY'

>>> f'The area of the circle is{3.14*2*2}'

'The area of the circle is 12.56'

当f-strings引用字典中的值时，一定要特别注意引号使用的问题，相同引号不要进行嵌套。

# 单引号出现了嵌套

>>> dic = {'name':'Lily','age':18}

>>> f'I am {dic['name']},and I am{dic['age']} years old.'

SyntaxError: invalid syntax

>>> f'I am{dic["name"]},and I am {dic["age"]} years old.'

'I am Lily,and I am 18 years old.'

如果字符串本身就包含花括号，要求原样保留在最终结果中，为此需要在f-strings中使用两个花括号进行转义。连续两个左花括号代表结果字符串中一个左花括号，连续两个右括号代表结果字符串中的一个右括号。

>>> f'{{{"lily".upper()} }}'

'{ LILY }'

>>>f'{{{"lily".upper()}}}'

'{LILY}'

# 连续两个花括号之间不能有空格

>>> f'{ {{"lily".upper()} }}'

Traceback (most recent call last):

File "<pyshell#68>", line 1, in <module>

f'{ { {"lily".upper()} }}'

TypeError: unhashable type: 'set'

除了表达式之外，花括号中还可以有格式说明符，如下：

>>> f'π的值是{pi:.2f}'

'π的值是3.14'

>>> f'{75:+#010x}'

'+0x000004b'

f-strings的完整形式如下：

注：上面中的[]表示是可选的。

-    表达式（expression）：对于表达式，我们应该注意如下几点：

• f-strings要求花括号中必须有表达式。

• f-strings可以包含任意表达式，它可以是变量、常量、各种运算表达式、条件表达式、函数等。当然，f-strings中的表达式可以是lambda表达式，但lambda表达式中的冒号（:）容易被f-strings误认为是表达式和格式说明符之间的冒号分隔符。为了避免出现这个问题，使用lambda表达式时，需要先把它放入到一个圆括号里面，然后再放入花括号中，例如：

>>> import math

>>> r = 3

>>> f'半径为{r}的圆的面积是：{(lambda r:math.pi*r*r)(r):.2f}'

'半径为3的圆的面积是：28.27'

• 表达式中不应该包含:或!两个符号，但这两个符号允许出现在表达式所包含的字符串之中。

• 表达式中也不允许出现反斜杠（\），也就是说，我们无法在表达式中使用转义字符进行转义操作（但转义字符可以用在text之中进行转义）。

• 以#打头的文本不允许直接出现在表达式中。但允许出现在表达式所包含的字符串之中。

• 表达式中允许出现!=运算符

-     类型转换标志：类型转换标志和str.format()的类型转换标志一样，有三个可能的取值，分别是!s、!r、!a。设置为!s表示调用str()对表达式进行转换（默认方式）；!r表示调用repr()对表达式进行转换；!a表示调用ascii()对表达式进行转换。这些转换发生在调用format()函数使用格式说明符对表达式做格式化之前。

-    格式说明符（format specifier）：f-strings的格式说明符和str.format()的格式说明符是一样的。给出了格式化说明符之后，这些说明符会被作为参数传入__format__函数对表达式的值进行格式化，若不指定格式说明符，则向__format__函数传入空字符串。有关格式说明符的内容，我们在前面讲解str.format()时已经讲过了，这里就不再赘述了。

请注意：格式化说明符中可以嵌套使用表达式。f-strings执行时会先计算这些嵌套表达式，得到完整的格式化说明符，然后再使用格式化说明符格式化外层表达式。例如：

>>> pi= 3.1415926

>>>width = 10

>>>precision = 3

>>> f'π的值是：{pi:{width}.{precision}f}'

'π的值是：     3.142'

下面举一些使用格式化说明符的例子：

>>>import math

>>>math.pi

3.141592653589793

# *指填充符号

# ^居中对齐

# +显示符号

# 10是替换字段宽度

# .3是精度

# f是浮点数

>>>f'The value of PI is {math.pi:*^+10.3f}'

'The value of PIis **+3.142**'

# =：内容右对齐，且只对数字类型有效。

#   若有符号，将其放在填充字符左侧，

#   形成“符号+填充字符+数字”的格式

>>>f'The value of PI is {math.pi:*=+10.3f}'

'The value of PIis +****3.142'

# #表示显示二进制、八进制、十六进制前缀

# 0表示空白处填充0，相当于把fill设置为0且使用=对齐方式。

# 10替换字段宽度

# X表示把十进制整数转换成十六进制数

>>>f'{55:+#010X}'

'+0X0000037'

# ,为千分位符号

>>>digit = 45724561

>>>f'The digit is {digit:+015,d}'

'The digit is+00,045,724,561'

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友情提示：有关格式化说明符的详细内容，请参考公众号里介绍str.format()的文章，那里有非常详细的讲解。

“人生苦短，要学Python”

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在f-strings中，f和r（或R）可以结合使用，且先后顺序任意（fr或rf），用以创建原生f-strings。上面讲解中，我们提到在f-strings的花括号外面的字符串中可以使用转义字符进行转义处理。但，若f-strings前面使用了fr或rf作为前缀，则这些转义字符会被当成普通的字符，失去转义功能，这在构建正则表达式时会非常有用。

>>> print(f'I love\n{"Lily"}')

I love

Lily

# 原生f-strings

# 转义字符被当成普通字符

# 失去转义功能

>>> print(fr'I love\n{"Lily"}')

I love\n Lily

另外，相邻的f-strings和普通字符串会自动连接在一起。两个相邻的普通字符串会在编译时连接起来，而f-strings只有运行时才进行连接。

>>> name1 = 'Lily'

>>> name2 = 'Python'

>>> 'I ''love'f'{name1}'f'{"and":^5}'f'{name2}'

'I love Lily and Python'

# 各个字符串之间可以有任意多个空格

# 连接时这些空格会被忽略

>>> 'I '   'love '  f'{name1}' f'{"and":^5}' f'{name2}'

'I love Lily and Python'

尽管f-strings支持把整个表达式写入{}之中，但有时这样做会引起困扰，比如：

>>> f'{{1:2,3:4}}'

'{1:2,3:4}'

>>> f'{ {1:2,3:4} }'

'{1: 2, 3: 4}'

在第一个f-strings例子中，外层{}与内层{}之间没有空格，所以里面的{{和}}是用来做转义，分别表示一个左花括号（{）和一个右花括号（}），这从结果字符串中可以看到这一点。

而在第二个f-strings例子中，外层{}与内层{}之间有空格，内层{}表示的是一个字典，外层{}表示对内层字典表达式求值，结果是字典本身。我们可以把第二个f-strings例子改写为：

>>> dic = {1:2,3:4}

>>> f'{dic}'

'{1: 2, 3: 4}'

有些表达式直接写在f-strings中，容易产生令人困惑的结果。对于这样的表达式，建议大家不要把整个表达式放入f-strings之中，而像上面改写的那样分开写，这可以让f-strings变得更加清晰可读。

值得注意的是，f-strings也可以用来格式化日期时间。不同于普通字符串，日期时间有自己的一套格式化方法。使用f-strings格式化日期时间时，前面提到的格式化说明符将不再起作用，必须使用日期时间特有的格式化符号，具体有哪些格式化符号，请参照下表。

格式化符号	含义	举例
%a	星期几（本地缩写）	Sun, Mon, …, Sat
%A	星期几（本地全名）	Sunday, Monday, …, Saturday
%w	星期几（以十进制数0-6表示，0代表星期天，6代表星期六）	0, 1, …, 6
%u	星期几（ISO 8601标准，以十进制数表示，1代表星期一）	1, 2, …, 7
%d	日（以两位十进制数表示，不足两位用0补齐）	01, 02, …, 31
%b	月份（本地缩写）	Jan, Feb, …, Dec
%B	月份（本地全名）	January, February, …, December
%m	月份（以两位十进制数表示，不足两位用0补齐）	01, 02, …, 12
%y	年（年份后两位数，以两位十进制数表示，不足两位用0补齐）	00, 01, …, 99
%Y	年（以四位十进制数表示，不足四位用0补齐）	0001, 0002, …, 2013, 2014, …, 9998, 9999
%G	年（ISO8601标准，以四位十进制数表示，不足四位用0补齐，包含ISO大部分周（%V））	0001, 0002, …, 2013, 2014, …, 9998, 9999
%H	时（24时制，以两位十进制数表示，不足两位用0补齐）	00, 01, …, 23
%I	时（12时制，以两位十进制数表示，不足两位用0补齐）	01, 02, …, 12
%p	上午/下午的本地表示	AM, PM
%M	分（以两位十进制数表示，不足两位用0补齐）	00, 01, …, 59
%S	秒（以两位十进制数表示，不足两位用0补齐）	00, 01, …, 59
%f	微秒（以六位十进制数表示，不足六位用0补齐）	000000, 000001, …, 999999
%z	UTC偏移（格式为±HHMM[SS[.ffffff]]，若未指定时区，则返回空字符串）	+0000, -0400, +1030, +063415, -030712.345216
%Z	时区名（若未指定时区，则返回空字符串）	UTC, EST, CST
%j	一年中的第几天（以三位十进制数表示，不足三位用0补齐）	001, 002, …, 366
%U	一年中的第几周（以星期天作为星期的第一天，以两位十进制数表示，不足两位用0补齐，全年第一个星期天之前的那个周称为第0周）	00, 01, …, 53
%W	一年中的第几周（以星期一作为星期的第一天，以两位十进制数表示，不足两位用0补齐，全年第一个星期一之前的那个周称为第0周）	00, 01, …, 53
%V	一年中的第几周（ISO8601标准，以星期一作为星期的第一天，以两位十进制数表示，不足两位用0补齐，包含1月4日的那一周为第01周）	00, 01, …, 53
%c	适合本地的日期时间表示	Tue Aug 16 21:30:00 1988 (en_US); Di 16 Aug 21:30:00 1988 (de_DE)
%x	适合本地的日期表示	08/16/88 (None); 08/16/1988 (en_US); 16.08.1988 (de_DE)
%X	适合本地的时间表示	21:30:00 (en_US); 21:30:00 (de_DE)
%%	百分号	%
%T	显示时分秒（格式hh:mm:ss）	10:47:00
%D	显示月日年（格式mm/dd/yy）	01/12/19
%R	显示时分（格式hh:mm）	10:47
%t	水平制表符
%n	换行
%F	显示年月日（格式yyyy-mm-dd）	2019-01-12

>>> import datetime

>>> dt = datetime.datetime.today()

>>> f'The time is {dt:%Y-%m-%d %a%H:%M:%S}'

'The time is 2019-01-12 Sat 10:47:00'

>>> f'The time is {dt:%F %a %T}'

'The time is 2019-01-12 Sat 10:47:00'

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