为什么需要格式化输出？

在Python编程中，我们经常需要将变量的值插入到字符串中，创建动态输出。良好的格式化输出可以：

  • 提高代码可读性
  • 简化复杂字符串拼接
  • 精确控制数字、日期等格式
  • 增强输出的专业性和美观度
Python提供了三种主要格式化方法： 传统的%操作符、str.format()方法以及Python 3.6+引入的f-string。每种方法都有其适用场景和特点。

1. 使用%操作符（旧式格式化）

这是Python最早的格式化方法，借鉴自C语言的printf风格。

基本语法

format_string % values

常用占位符

  • %s - 字符串
  • %d - 整数
  • %f - 浮点数
  • %x - 十六进制整数

示例代码

name = "Alice"
age = 30
height = 1.68

# 基本使用
print("Name: %s, Age: %d" % (name, age))

# 浮点数精度控制
print("Height: %.2f meters" % height)  # 保留两位小数

# 十六进制输出
print("Age in hex: %x" % age)
Python 2风格，逐渐淘汰
兼容所有Python版本
可读性较差

2. 使用str.format()方法

Python 2.6引入的更灵活的格式化方法，使用花括号{}作为占位符。

基本语法

"{} {}".format(value1, value2)

高级特性

  • 位置参数："{0} {1}".format(a, b)
  • 关键字参数："{name} {age}".format(name="Alice", age=30)
  • 格式规范："{:.2f}" 控制浮点数精度
  • 对齐与填充："{:>10}" 右对齐

示例代码

# 位置参数
print("Welcome, {}! Your ID is: {}".format("Alice", 12345))

# 关键字参数
print("Coordinates: ({x}, {y})".format(x=12.3, y=45.6))

# 数字格式化
balance = 1234.5678
print("Account balance: ${:,.2f}".format(balance))  # 输出: $1,234.57

# 对齐与填充
header = "Python"
print("{:#^20}".format(header))  # 输出: #######Python#######
功能强大
支持复杂格式化
代码略显冗长

3. 使用f-string（格式化字符串字面值）推荐

Python 3.6+引入的最新的格式化方法，语法简洁，执行效率高。

基本语法

f"Text {variable} text"

核心优势

  • 直接在字符串中嵌入表达式
  • 代码简洁直观
  • 执行速度快
  • 支持复杂表达式和函数调用

示例代码

# 基本用法
name = "Bob"
age = 25
print(f"{name} is {age} years old.")

# 表达式计算
a = 5
b = 10
print(f"{a} times {b} is {a * b}")

# 函数调用
def to_upper(s):
    return s.upper()
    
print(f"Loud name: {to_upper(name)}")

# 格式化数字
pi = 3.1415926
print(f"Pi value: {pi:.3f}")  # 输出: Pi value: 3.142

# 多行f-string
message = (
    f"User: {name}\n"
    f"Age: {age}\n"
    f"Next year: {age + 1}"
)
print(message)
简洁高效
可读性强
支持表达式
仅Python 3.6+

三种方法对比

特性 %操作符 str.format() f-string
Python版本要求 所有版本 Python 2.6+ Python 3.6+
可读性 较差 良好 优秀
执行速度 中等 较慢 最快
表达式支持 不支持 有限支持 完全支持
复杂格式支持 基本 全面 全面
推荐程度 不推荐 旧项目可用 强烈推荐

总结与建议

Python提供了多种格式化字符串的方法，各有优缺点：

  • 旧代码维护：如果维护Python 2代码或早期Python 3代码，可能需要使用%操作符或str.format()
  • 复杂格式化：str.format()提供了非常强大的格式化功能，适用于需要复杂格式的场景
  • 现代Python开发：对于Python 3.6+项目，f-string是最佳选择，它提供了最佳的可读性和性能

最终建议

在新项目中，优先使用f-string进行变量格式化输出。对于需要兼容旧版本Python或复杂格式化需求的情况，可以使用str.format()方法。避免在新代码中使用%操作符。