簡介

f-string，亦稱為格式化字符串常量（formatted string literals），是Python3.6新引入的一種字符串格式化方法，該方法源于PEP 498 – Literal String Interpolation，主要目的是使格式化字符串的操作更加簡便。f-string在形式上是以 f 或 F 修飾符引領的字符串（ f'xxx' 或 F'xxx' ），以大括號 {} 標明被替換的字段；f-string在本質上并不是字符串常量，而是一個在運行時運算求值的表達式：

While other string literals always have a constant value, formatted strings are really expressions evaluated at run time.?
（與具有恒定值的其它字符串常量不同，格式化字符串實際上是運行時運算求值的表達式。）
— —?Python Documentation

f-string在功能方面不遜于傳統的%-formatting語句和 str.format() 函數，同時性能又優于二者，且使用起來也更加簡潔明了，因此對于Python3.6及以后的版本，推薦使用f-string進行字符串格式化。

用法

此部分內容主要參考以下資料：

• Python Documentation – Formatted String Literals
• Python Documentation – Format String Syntax
• PEP 498 – Literal String Interpolation
• Python 3's f-Strings: An Improved String Formatting Syntax (Guide)
• python3 f-string格式化字符串的高級用法
• Python 3: An Intro to f-strings

簡單使用

f-string用大括號 {} 表示被替換字段，其中直接填入替換內容：

            
              >>> name = 'Eric'
>>> f'Hello, my name is {name}'
'Hello, my name is Eric'

>>> number = 7
>>> f'My lucky number is {number}'
'My lucky number is 7'

>>> price = 19.99
>>> f'The price of this book is {price}'
'The price of this book is 19.99'
            
          

表達式求值與函數調用

f-string的大括號 {} 可以填入表達式或調用函數，Python會求出其結果并填入返回的字符串內：

            
              >>> f'A total number of {24 * 8 + 4}'
'A total number of 196'

>>> f'Complex number {(2 + 2j) / (2 - 3j)}'
'Complex number (-0.15384615384615388+0.7692307692307692j)'

>>> name = 'ERIC'
>>> f'My name is {name.lower()}'
'My name is eric'

>>> import math
>>> f'The answer is {math.log(math.pi)}'
'The answer is 1.1447298858494002'
            
          

引號、大括號與反斜杠

f-string大括號內所用的引號不能和大括號外的引號定界符沖突，可根據情況靈活切換 ' 和 " ：

            
              >>> f'I am {"Eric"}'
'I am Eric'
>>> f'I am {'Eric'}'
  File "
              
                ", line 1
    f'I am {'Eric'}'
                ^
SyntaxError: invalid syntax
              
            
          

若 ' 和 " 不足以滿足要求，還可以使用 ''' 和 """ ：

            
              >>> f"He said {"I'm Eric"}"
  File "
              
                ", line 1
    f"He said {"I'm Eric"}"
                ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> f'He said {"I'm Eric"}'
  File "
                
                  ", line 1
    f'He said {"I'm Eric"}'
                  ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> f"""He said {"I'm Eric"}"""
"He said I'm Eric"
>>> f'''He said {"I'm Eric"}'''
"He said I'm Eric"
                
              
            
          

大括號外的引號還可以使用 \ 轉義，但大括號內不能使用 \ 轉義：

            
              >>> f'''He\'ll say {"I'm Eric"}'''
"He'll say I'm Eric"
>>> f'''He'll say {"I\'m Eric"}'''
  File "
              
                ", line 1
SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash
              
            
          

f-string大括號外如果需要顯示大括號，則應輸入連續兩個大括號 {{ 和 }} ：

            
              >>> f'5 {"{stars}"}'
'5 {stars}'
>>> f'{{5}} {"stars"}'
'{5} stars'
            
          

上面提到，f-string大括號內不能使用 \ 轉義，事實上不僅如此，f-string大括號內根本就不允許出現 \ 。如果確實需要 \ ，則應首先將包含 \ 的內容用一個變量表示，再在f-string大括號內填入變量名：

            
              >>> f"newline: {ord('\n')}"
  File "
              
                ", line 1
SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash

>>> newline = ord('\n')
>>> f'newline: {newline}'
'newline: 10'
              
            
          

多行f-string

f-string還可用于多行字符串：

            
              >>> name = 'Eric'
>>> age = 27
>>> f"Hello!" \
... f"I'm {name}." \
... f"I'm {age}."
"Hello!I'm Eric.I'm 27."
>>> f"""Hello!
...     I'm {name}.
...     I'm {age}."""
"Hello!\n    I'm Eric.\n    I'm 27."
            
          

自定義格式：對齊、寬度、符號、補零、精度、進制等

f-string采用 {content:format} 設置字符串格式，其中 content 是替換并填入字符串的內容，可以是變量、表達式或函數等， format 是格式描述符。采用默認格式時不必指定 {:format} ，如上面例子所示只寫 {content} 即可。

關于格式描述符的詳細語法及含義可查閱Python官方文檔，這里按 使用時的先后順序 簡要介紹常用格式描述符的含義與作用：

對齊 相關格式描述符

格式描述符	含義與作用
<	左對齊（字符串默認對齊方式）
>	右對齊（數值默認對齊方式）
^	居中

數字符號 相關格式描述符

格式描述符	含義與作用
+	負數前加負號（ - ），正數前加正號（ + ）
-	負數前加負號（ - ），正數前不加任何符號（默認）
（空格）	負數前加負號（ - ），正數前加一個空格

注：僅適用于數值類型。

數字顯示方式 相關格式描述符

格式描述符	含義與作用
#	切換數字顯示方式

注1：僅適用于數值類型。
注2： # 對不同數值類型的作用效果不同，詳見下表：

數值類型	不加 # （默認）	加 #	區別
二進制整數	'1111011'	'0b1111011'	開頭是否顯示? 0b
八進制整數	'173'	'0o173'	開頭是否顯示? 0o
十進制整數	'123'	'123'	無區別
十六進制整數（小寫字母）	'7b'	'0x7b'	開頭是否顯示? 0x
十六進制整數（大寫字母）	'7B'	'0X7B'	開頭是否顯示? 0X

寬度與精度 相關格式描述符

格式描述符	含義與作用
width	整數 width 指定寬度
0width	整數 width 指定寬度，開頭的 0 指定高位用 0 補足寬度
width.precision	整數 width 指定寬度，整數 precision 指定顯示精度

注1： 0width 不可用于復數類型和非數值類型， width.precision 不可用于整數類型。
注2： width.precision 用于不同格式類型的浮點數、復數時的含義也不同：用于 f 、 F 、 e 、 E 和 % 時 precision 指定的是小數點后的位數，用于 g 和 G 時 precision 指定的是有效數字位數（小數點前位數+小數點后位數）。
注3： width.precision 除浮點數、復數外還可用于字符串，此時 precision 含義是只使用字符串中前 precision 位字符。

示例：

            
              >>> a = 123.456
>>> f'a is {a:8.2f}'
'a is   123.46'
>>> f'a is {a:08.2f}'
'a is 00123.46'
>>> f'a is {a:8.2e}'
'a is 1.23e+02'
>>> f'a is {a:8.2%}'
'a is 12345.60%'
>>> f'a is {a:8.2g}'
'a is  1.2e+02'

>>> s = 'hello'
>>> f's is {s:8s}'
's is hello   '
>>> f's is {s:8.3s}'
's is hel     '
            
          

千位分隔符 相關格式描述符

格式描述符	含義與作用
,	使用 , 作為千位分隔符
_	使用 _ 作為千位分隔符

注1：若不指定 , 或 _ ，則f-string不使用任何千位分隔符，此為默認設置。
注2： , 僅適用于浮點數、復數與十進制整數：對于浮點數和復數， , 只分隔小數點前的數位。
注3： _ 適用于浮點數、復數與二、八、十、十六進制整數：對于浮點數和復數， _ 只分隔小數點前的數位；對于二、八、十六進制整數，固定從低位到高位每隔四位插入一個 _ （十進制整數是每隔三位插入一個 _ ）。

示例：

            
              >>> a = 1234567890.098765
>>> f'a is {a:f}'
'a is 1234567890.098765'
>>> f'a is {a:,f}'
'a is 1,234,567,890.098765'
>>> f'a is {a:_f}'
'a is 1_234_567_890.098765'

>>> b = 1234567890
>>> f'b is {b:_b}'
'b is 100_1001_1001_0110_0000_0010_1101_0010'
>>> f'b is {b:_o}'
'b is 111_4540_1322'
>>> f'b is {b:_d}'
'b is 1_234_567_890'
>>> f'b is {b:_x}'
'b is 4996_02d2'
            
          

格式類型 相關格式描述符

基本格式類型

格式描述符	含義與作用	適用變量類型
s	普通字符串格式	字符串
b	二進制整數格式	整數
c	字符格式，按unicode編碼將整數轉換為對應字符	整數
d	十進制整數格式	整數
o	八進制整數格式	整數
x	十六進制整數格式（小寫字母）	整數
X	十六進制整數格式（大寫字母）	整數
e	科學計數格式，以 e 表示 ×10^	浮點數、復數、整數（自動轉換為浮點數）
E	與 e 等價，但以 E 表示 ×10^	浮點數、復數、整數（自動轉換為浮點數）
f	定點數格式，默認精度（ precision ）是6	浮點數、復數、整數（自動轉換為浮點數）
F	與 f 等價，但將 nan 和 inf 換成 NAN 和 INF	浮點數、復數、整數（自動轉換為浮點數）
g	通用格式，小數用 f ，大數用 e	浮點數、復數、整數（自動轉換為浮點數）
G	與 G 等價，但小數用 F ，大數用 E	浮點數、復數、整數（自動轉換為浮點數）
%	百分比格式，數字自動乘上100后按 f 格式排版，并加 % 后綴	浮點數、整數（自動轉換為浮點數）

常用的特殊格式類型：標準庫 datetime 給定的用于排版時間信息的格式類型，適用于 date 、 datetime 和 time 對象

格式描述符	含義	顯示樣例
%a	星期幾（縮寫）	'Sun'
%A	星期幾（全名）	'Sunday'
%w	星期幾（數字， 0 是周日， 6 是周六）	'0'
%u	星期幾（數字， 1 是周一， 7 是周日）	'7'
%d	日（數字，以 0 補足兩位）	'07'
%b	月（縮寫）	'Aug'
%B	月（全名）	'August'
%m	月（數字，以 0 補足兩位）	'08'
%y	年（后兩位數字，以 0 補足兩位）	'14'
%Y	年（完整數字，不補零）	'2014'
%H	小時（24小時制，以 0 補足兩位）	'23'
%I	小時（12小時制，以 0 補足兩位）	'11'
%p	上午/下午	'PM'
%M	分鐘（以 0 補足兩位）	'23'
%S	秒鐘（以 0 補足兩位）	'56'
%f	微秒（以 0 補足六位）	'553777'
%z	UTC偏移量（格式是 ±HHMM[SS] ，未指定時區則返回空字符串）	'+1030'
%Z	時區名（未指定時區則返回空字符串）	'EST'
%j	一年中的第幾天（以 0 補足三位）	'195'
%U	一年中的第幾周（以全年首個周日后的星期為第0周，以 0 補足兩位）	'27'
%w	一年中的第幾周（以全年首個周一后的星期為第0周，以 0 補足兩位）	'28'
%V	一年中的第幾周（以全年首個包含1月4日的星期為第1周，以 0 補足兩位）	'28'

綜合示例

            
              >>> a = 1234
>>> f'a is {a:^#10X}'      # 居中，寬度10位，十六進制整數（大寫字母），顯示0X前綴
'a is   0X4D2   '

>>> b = 1234.5678
>>> f'b is {b:<+10.2f}'    # 左對齊，寬度10位，顯示正號（+），定點數格式，2位小數
'b is +1234.57  '

>>> c = 12345678
>>> f'c is {c:015,d}'      # 高位補零，寬度15位，十進制整數，使用,作爲千分分割位
'c is 000,012,345,678'

>>> d = 0.5 + 2.5j
>>> f'd is {d:30.3e}'      # 寬度30位，科學計數法，3位小數
'd is           5.000e-01+2.500e+00j'

>>> import datetime
>>> e = datetime.datetime.today()
>>> f'the time is {e:%Y-%m-%d (%a) %H:%M:%S}'   # datetime時間格式
'the time is 2018-07-14 (Sat) 20:46:02'
            
          

lambda表達式

f-string大括號內也可填入lambda表達式，但lambda表達式的 : 會被f-string誤認為是表達式與格式描述符之間的分隔符，為避免歧義，需要將lambda表達式置于括號 () 內：

            
              >>> f'result is {lambda x: x ** 2 + 1 (2)}'
  File "
              
                ", line 1
    (lambda x)
             ^
SyntaxError: unexpected EOF while parsing

>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2)}'
'result is 5'
>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2):<+7.2f}'
'result is +5.00  '
              
            
          

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