python的字符串格式化

1、python到底有那几种字符串格式化模块？

python有3种格式化字符串的方法：

• 传统的%字符串格式符
• str.format函数
• 字符串模版template

新的python 3.6+还提供了新的f修饰符

2、传统的%字符串格式符

python采用了类似于在C语言中使用sprintf的字符串格式化输出。String对象有一个独特的内置操作：％操作符。 这也称为字符串格式化或插值运算符。 给定格式％值（其中format是字符串），转换规范将格式的％将替换为零个或多个元素值。

‘%[[(key)][flag][width][.precision]]type’%(key list)

如果format单个参数，则key可以是单个非元组对象： ‘%s’%key。否则，值必须是具有格式字符串指定的项目数的元组，或者是单个映射对象（例如，字典）。

flag可以是#， 0， -， 空格，或是+：

Flag    意义
#    The value conversion will use the ``alternate form'' (where defined below).
0    The conversion will be zero padded for numeric values.
-    The converted value is left adjusted (overrides the "0" conversion if both are given).
     (a space) A blank should be left before a positive number (or empty string) produced by a signed conversion.
+    A sign character ("+" or "-") will precede the conversion (overrides a "space" flag).

type可以是下面定义不同类型：

type 意义　　　　　　　　　　　　    　　　　注释
d    Signed integer　　　　　　　　　　　　decimal.    
i    Signed integer　　　　　　　　　　　　decimal.    
o    Unsigned octal.   　　　　　　　　　　(1)
u    Unsigned　　　　　　　　　　　　　　　　decimal.    
x    Unsigned hexadecimal (lowercase).  (2)
X    Unsigned hexadecimal (uppercase).  (2)
e    Floating point exponential format (lowercase).    
E    Floating point exponential format (uppercase).    
f    Floating point 　　　　　　　　　　　　decimal format.    
F    Floating point 　　　　　　　　　　　　decimal format.    
g    Same as "e" if exponent is greater than -4 or less than precision, "f" otherwise.    
G    Same as "E" if exponent is greater than -4 or less than precision, "F" otherwise.    
c    Single character (accepts integer or single character string).    
r    String (converts any python object using repr()).    (3)
s    String (converts any python object using str()).    (4)
%    No argument is converted, results in a "%" character in the result.    

 比如：

• >>> '%(name)s GPA is %(#)07.3f'%{'name':'Yue', '#':88.2}
  'Yue GPA is 088.200'

• >>> '%(name)10s GPA is %(#) 7.2f'%{'name':'Jun', '#':89.1299}
  '          Jun GPA is 89.13'

3. str.format函数

PEP 3101 规定了使用str.format()函数格式化字符串的标准。str.format()的语法：

'...{replacement_field}...'.format(*arg, **kargs)

具体解释如下：

replacement_field ::=  "{" [field_name] ["!" conversion] [":" format_spec] "}"
field_name        ::=  arg_name ("." attribute_name | "[" element_index "]")*
arg_name          ::=  [identifier | integer]
attribute_name    ::=  identifier
element_index     ::=  integer | index_string
index_string      ::=  <any source character except "]"> +
conversion        ::=  "r" | "s"
format_spec       ::=  <described in the next section>

例子:

>>> 'Bring {0} a {1}'.format('me', 'apple')  # 和C#有点像，数字代表位置
'Bring me a apple'
>>> 'Bring {} a {}'.format('me', 'apple') 
'Bring me a apple'
>>> 'Bring {name} a {fruit}'.format(fruit='me', name='apple')
'Bring apple a me'

下面是format_spec的定义：

format_spec ::=  [[fill]align][sign][#][0][width][,][.precision][type]
fill        ::=  <any character>
align       ::=  "<" | ">" | "=" | "^"
sign        ::=  "+" | "-" | " "
width       ::=  integer
precision   ::=  integer
type        ::=  "b" | "c" | "d" | "e" | "E" | "f" | "F" | "g" | "G" | "n" | "o" | "s" | "x" | "X" | "%"

有时候，还需要更进一步定制，这时需要使用string模块里的formatter类来定制格式， Formatter类有以下公共函数：

• format(format_string, *args, **kwargs)：它调用下面vformat函数。
• vformat(format_string, args, kwargs)：根据参数和格式化串产生相应的字符串。它调用下面可以重载的函数。

此外，Formatter类还定义了其他一些可以重载的函数：

• parse(format_string)：分解格式化定义format_string；
• get_field(field_name, args, kwargs)：根据parse()的输出，为某一field产生格式化对象；
• get_value(key, args, kwargs)：获取某一field的值；
• check_unused_args(used_args, args, kwargs)
• format_field(value, format_spec)
• convert_field(value, conversion) 

4. 字符串模版template

模板支持基于$的替换，而不是正常的基于％的替换：

• $$用于替换$。
• $ identifier命名匹配映射关键字“identifier”的替换占位符。 默认情况下，“identifier”必须拼写Python标识符。 $字符后面的第一个非标识符字符终止此占位符规范。
• $ {identifier}相当于$ identifier。 当有效标识符字符跟随占位符但不是占位符的一部分时，例如“$ {noun} ification”，则需要它。
• 字符串中$在其他任何地方出现，都将导致ValueError异常。

例子：

>>> from string import Template
>>> s1 = Template('Today is $weekday, it is $weather')
>>> s1.substitute(weekday = 'Tuesday', weather = 'sunny')
'Today is Tuesday, it is sunny'
>>> s1.substitute(weekday = 'Tuesday')
...
KeyError: 'weather'
>>> s1.safe_substitute(weekday = 'Tuesday')
'Today is Tuesday, it is $weather'
>>> s2 = Template('$fruit is $2.99 per pound')
>>> s2.substitute(fruit = 'apple')
...
ValueError: Invalid placeholder in string: line 1, col 11
>>> s2 = Template('$fruit is $$2.99 per pound')
>>> s2.substitute(fruit = 'apple')
'apple is $2.99 per pound'

References:

[1] https://docs.python.org/2/library/stdtypes.html#string-formatting

[2] https://docs.python.org/2/library/string.html