1.4　格式化字符串

案例13　输出十六进制字符串

导语

字符串的格式化方法是在字符串表达式前面加上前缀f，字符串表达式中需要进行格式化处理的部分用一对大括号包裹起来。大括号内可以是任意表达式，也可以引用其他变量。例如：

字符串表达式中的“{age}”就会被age变量的值替换，最终字符串表达式会变成

在大括号中，表达式之后可以使用格式控制符来定制字符的显示格式。格式控制符以一个冒号（英文标点）开头。例如，下面格式控制符表示一个浮点数的字符串形式，并且保留两位小数（形如“0.15”“73.08”等）。

产生的字符串为“0.13”。大括号中的f表示输出内容的类型为浮点数，小数位的设置必须以“.”开头，后面的数值即所保留的小数位数。

本案例希望输出数值的十六进制字符串，一般常见的格式为0xnnnn或者0XNNNN。只要把上面例子中的f改为x或者X，就可以将数值转换为十六进制的表示形式。X表明十六进制中的字母为大写（A、B、C、D、E、F），x则表明字母是小写（a、b、c、d、e、f）。

操作流程

步骤1：定义一个整数列表。

步骤2：通过for循环，将列表中的数值分别以十进制和十六进制的方式打印出来。

在输出十六进制的字符串时，格式控制符x前加上“#”符号，可以让输出的十六进制字符串前面加上“0x”，形如0x20e4c。

“6d”中的数字6表示生成的字符串宽度为6个字符，如果实际字符数小于6，则剩余空间用空格填充；“#8x”中的数字8的含义也一样，即生成的字符串宽度为8个字符。

步骤3：执行上述代码，得到如下结果。

其中，左边的数值为十进制，右边是与之对应的十六进制数值。

案例14　设置字符串的对齐方式

导语

在定制字符串格式时，可以指定字符串的对齐方式，使用到的字符为：“<”“>”“^”或“＝”。其中，“<”表示左对齐，“>”表示右对齐，“^”表示居中对齐。另外，“＝”比较特殊，它只用于数字类型。“＝”控制符将数值的符号对齐到左边，把数值部分拉到右边，中间的空余部分由空格或者“0”填充。例如

操作流程

步骤1：输出三行字符串，对齐方式依次为左对齐、居中对齐和右对齐。为了让对齐效果更直观，设置字符串的总长度为30个字符。

字符串在对齐后，剩余的字符空间将用空格来填充。输出结果如下：

步骤2：输出三行字符，对齐方式依次为左对齐、居中对齐和右对齐，字符总宽度也设定为30。这一轮输出将使用“∗”符号来填充剩余空间。

把“∗”字符放在对齐控制符（“<”“>”等）之前，表示用该字符去进行剩余空间的填充。其输出结果如下：

步骤3：“＝”对齐控制只适用于数值类型的格式（如“d”“x”等）。下面代码依次输出十六进制、八进制、十进制、二进制的数值，并使用“＝”控制让其两端对齐。

输出结果如下：

在格式控制符中添加“#”字符的含义是：当呈现十六进制数值时会在字符串前面加上“0x”或“0X”；当呈现的是八进制的数值时，会在字符串前面加上“0o”；当呈现的数值是二进制时，会在字符串前面加上“0b”。

案例15　数字的千位分隔符

导语

每三位（千位）使用一个逗号分隔的数字格式多见于财务计算，在对字符串进行格式化时，只要在类型标志或宽度／小数位标志前面加上一个英文的逗号，输出的数字文本就会每三位（千位）插入一个英文的逗号。

逗号标志一般与d（十进制整数）或f（浮点数）一起使用，不能与n（常规数字）一起使用。因为n标志表示的数字格式是以区域／语言的本地化设置相关，与逗号标志连用可能会发生冲突。

操作流程

步骤1：声明变量，并赋值一个浮点数值。

步骤2：格式化为整数，并加上千位分隔符。

d标志符只能用于整型数值，因此需要调用int类的构造函数int（num）将浮点数值num转换为整数值。

输出结果如下：

步骤3：输出浮点数值，并加上千位分隔符。

输出结果如下：

步骤4：输出浮点数值，加上千位分隔符，并保留两位小数。

输出结果如下：

案例16　“_”分隔符

导语

下画线（_）分隔符的作用与逗号分隔符相同，可以对数值字符串进行分组。对于十进制数值，下画线每三位（千位）一组；而对于二进制、八进制、十六进制的数值字符串，下画线每四位一组。

操作流程

步骤1：声明变量并赋值。

步骤2：分别输出变量number的十进制、二进制、八进制、十六进制的字符串形式，以下画线作为分隔符。

步骤3：运行以上代码，得到如下结果。

案例17　自定义日期格式

导语

常用的日期／时间格式控制符如表1-1所示。

操作流程

步骤1：导入datetime模块。

步骤2：案例化一个date对象，它表示日期数据。

调用构造函数时传递的参数依次为年、月、日。

步骤3：输出形如“2015-9-15”的格式。

步骤4：输出形如“2015年9月15日”的格式。

步骤5：案例化一个time对象，它表示时间数据。

传递给time类构造函数的参数值依次为时、分、秒。

步骤6：输出本地化的时间格式。

上述代码执行后的输出结果如下：

案例18　使用format方法

导语

字符串类型（str）有一个format案例方法，也可以对字符串进行格式化，使用方法与f前缀基本相同（差别主要在调用方式上，格式控制符的用法是完全一样的）。

在带格式化控制符的字符串中，可以使用序号或者命名方式定义占位符，然后调用字符串案例的format方法，并将要替换占位符的实际内容通过format方法的参数传递。举个例子，请读者思考以下代码：

上述字符串中有两处占位符，序号从0开始。调用format方法时传递两个参数，第一个参数“Dick”替换字符串中的“{0}”，第二个参数“重庆”替换字符串中的“{1}”，于是，调用得到的新字符串为“我叫Dick，我来自重庆”。

当然，占位符也可以不用序号，而是直接取个名字，例如

如果占位符是命名的，那么在调用format方法时必须以关键字方式来传递参数，即必须写上参数名称。这些参数的名字与数量取决于原字符串中的占位符，必须一一匹配。例如，在上面代码中，字符串中有命名的为“who”的占位符，在调用format方法时，用“Lucy”进行替换；同理，参数count用7替换字符串中的“count”占位符，最终得到新字符串案例“你好，Lucy，你已完成7项任务”。

操作流程

步骤1：分别以十进制和二进制来显示同一个数值。

虽然字符串中有两处占位符，但它们的序号相同，因此，在format方法调用时，只要传递一个参数即可。

步骤2：以下字符串中有三处占位符。

参数值“1.png”替换字符串中的“{0}”，参数值“Bob”替换字符串中的“{1}”，参数值315073（整数值）替换字符串中的“{2}”（int类型的值自动转换为字符串）。

步骤3：再看看带有命名占位符的字符串。

“lang1”被“C++”替换，“lang2”被“Python”替换。

以上代码运行后的输出结果如下：

案例19　省略格式占位符的名称和序号

导语

通过调用format方法进行字符串格式化时，字符串中的占位符是可以省略其序号或者名称的。这种情况下，传递给format方法的参数的顺序，必须与占位符在字符串中出现的顺序一致。例如：

格式占位符只用一对空白的大括号表示，format方法调用时所传递的参数值，会按照占位符出现的顺序进行替换。即：第一对大括号被整数值3替换，第二对大括号被整数值7替换。

操作流程

步骤1：声明三个变量。

变量a和b明确进行赋值，变量c的值来自于变量a和b的和。

步骤2：调用format方法进行字符串格式化。

在字符串表达式中，出现了三个占位符，但它们的序号（或名称）被省略。接下来必须向format方法传递三个参数值，用来依次替换字符串案例中的占位符。经格式化处理后输出的结果如下：

步骤3：声明一个变量，使用十进制的整数赋值（int类型）。

步骤4：输出格式化字符串。变量dc的值在字符串表达式中出现两次，第一次显示为十进制整数值，第二次显示为八进制整数值。

虽然占位符的序号（或名称）被省略了，但使用格式控制符时依然要以英文冒号开头。变量dc在字符串案例中出现两次，尽管是同一个值，但在调用format方法时仍然要按照占位符出现的顺序和次数传递参数，所以变量dc被传递了两次。

格式化后的输出结果如下：

案例20　字符串模板

导语

字符串模板允许在字符串中定义占位符，然后用具体的内容将占位符替换，此方案与字符串格式化类似。但字符串模板仅仅定义占位符，不定义格式控制符。

模板占位符的定义格式为：

即以字符“＄”开头，后面紧跟着的是占位符的名称。例如：

如果占位符city的值为“天津”，那么由以上模板产生的字符串为“我来自天津”。如果字符中本身包含“＄”字符，并非作为模板占位符名称，那么可以连用两个“＄”来注明，也就是说，“＄＄”不会被识别为占位符。

占位符的名称有时候需要加上大括号，主要应用场景是：占位符名称与其他字符混合使用时，例如：

这时候不容易确认占位符的名字是叫“o”，还是叫“os”或是“ose”，这种情况下，就需要使用大括号了，假设占位符的名字是“os”，那该字符串模板就要写成：

字符串模板的使用方法是引入string模块中的Template类，将作为模板的字符串案例传递给Template类的构造函数，最后调用Template案例的substitute方法将字符串模板中的占位符替换并产生新的字符串案例。

操作流程

步骤1：导入string模块。

步骤2：案例化一个字符串模板。

步骤3：对上述模板中的“what”占位符进行两次替换。

第一次替换时，用“白云”替换掉模板中的“what”占位符，产生的新字符串案例为“天空飘着几朵白云”；第二次替换时，“what”占位符被“乌云”替换，产生字符串“天空飘着几朵乌云”。

步骤4：再案例化一个字符串模板。

这种情况下，占位符“len”必须使用大括号来包裹，否则占位符名字会被识别为“leninch”，当替换“len”时会发生错误。

步骤5：将模板中的“len”占位符替换为具体的内容。

步骤6：本案例运行后输出的结果如下：

案例21　字符串模板的安全替换模式

导语

string.Template类还公开了一个safe_substitute方法，此方法与substitute方法的功能相同——替换掉字符串模板中的占位符。但是，如果模板中的占位符数量与传递给substitute方法的参数不匹配，就会发生错误。这时就可以改用safe_substitute方法，该方法只替换参数与模板中能匹配的部分占位符，其余占位符将被忽略，不会引发错误。

操作流程

步骤1：导入Template类。

步骤2：定义字符串模板。

步骤3：调用safe_substitute方法替换占位符。

上述调用中，只对名为“who”的占位符进行替换，但名为“football”的占位符没有被替换。尽管提供的方法参数与模板不完全匹配，但不会发生错误。

步骤4：模板替换后产生的字符串如下：

案例22　文本缩进

导语

textwrap模块提供了对字符串做换行、截断、缩进处理的API。本案例将使用到indent函数，它的原型如下：

text参数指定等待处理的字符串案例（即原字符串）。prefix参数指定用作缩进的填充字符，例如空格。predicate参数是可选的，它可以引用一个函数，或者使用lambda表达式。predicate参数用于控制某一行是否允许缩进。当indent函数通过换行符（\n）分析出一行文本后，会将该行文本传递给predicate参数所引用的函数进行判断，如果允许缩进就返回True，否则返回False。

操作流程

步骤1：导入textwrap模块。

步骤2：声明变量并赋值，表示待处理的原字符串。

文本中带有两个换行符，indent函数分析时会将它拆为三行。

步骤3：对文本进行缩进处理，缩进字符用加号填充。

处理的结果如下：

步骤4：有时候，会考虑跳过空行，即空白的行不缩进。例如这个字符串：

上述文本中连用三个换行符，即产生了两个空白行。

步骤5：定义一个ignoreETLines函数，将空白行过滤掉。

如果一个行的文本中只有“\n”或“\r”字符，可以认为是空白的行，不应该进行缩进处理，于是返回False。

步骤6：对source2文本进行缩进处理，缩进填充字符为星号。

predicate参数引用刚刚定义的ignoreETLines函数，indent函数会自动调用它并把分解出来的每一行传给它。

处理结果如下：

从运行结果可以看出，中间两个空白行没有做缩进处理。

案例23　嵌套使用格式化语法

导语

为了使字符串的格式化变得更灵活，可以嵌套使用格式化的表达语法。例如：

其中，str是要进行格式化处理的变量，width是另一个变量的值，可以指定格式化后字符串的宽度（长度），最后d表示显示为十进制数值。

字符串宽度引用另一个变量的值，可以动态控制字符串的格式化结果而无须重新编写格式化字符串。例如，假设width变量的值为55，那么，字符串格式化表达式就会变为：

要是width变量的值被修改为40，那么格式化表达式就会变为：

嵌套格式化语法同样可以用于str.format方法中。例如：

在调用format方法时，数值200替换字符串中序号为0的占位符，其中，外层大括号中嵌套了一层大括号，包括字段wd，width变量的值替换字符串中的wd字段。相当于

操作流程

本案例需要用户进行两次输入：首先让用户输入一个整数值，然后再让用户输入格式化类型，即要以何种格式来显示该数值（如d表示十进制数值，b表示二进制数值）。最后，应用程序按照前面的两次输入向屏幕打印整数值的相应格式。

步骤1：调用input函数，获取用户输入的整数值。

步骤2：判断所输入的内容是否有效，如果无效，给出错误提示。

步骤3：如果输入的整数值有效，就提示用户输入要处理的格式类型。

步骤4：验证输入的类型是否有效，若有效，就对整数值格式化并打印到屏幕上。

valtypes变量是一个元组案例，它包含b、x、o三个元素，如果用户输入的字符与这三个元素中的一个相同，则说明输入有效，否则是无效值。

由于b、x、o格式控制符不支持字符串类型的变量，因此在进行格式化之前需要写上这一行代码，将num变量的值转换为int类型。

步骤5：运行案例，先输入一个十进制的整数值，例如160，然后输入“b”，就会打印出160对应的二进制值。