Python3中格式化输出的方式有多种，包括使用百分号运算符 (%)、str.format()方法、以及f-strings（格式化字符串字面量）。推荐使用f-strings，因为它们更简洁、可读性更好、并且性能优越。 在本文中，我们将详细讨论这些方法，并提供实际代码示例来展示它们的用法和优缺点。
一、百分号运算符 (%)
百分号运算符是Python中最早的字符串格式化方法之一。虽然这种方法较为传统，但在某些场合仍然有其用武之地。通过使用百分号运算符，你可以在字符串中插入变量或表达式的值。
name = "Alice"
age = 30
print("Hello, %s. You are %d years old." % (name, age))
这种方法的优点在于，易于理解和使用，特别是对于简单的格式化需求。然而，其缺点也较为明显：代码不够简洁，特别是在格式化内容较多时，容易出现混乱。
二、str.format() 方法
str.format() 方法是Python 3中引入的一种更现代、更强大的字符串格式化方式。通过这种方法，你可以在字符串模板中使用花括号 {} 来占位，并在 .format() 方法中传入相应的值。
name = "Alice"
age = 30
print("Hello, {}. You are {} years old.".format(name, age))
相比于百分号运算符，str.format() 方法更加灵活和强大。你可以通过索引和关键字参数来指定插入的位置和格式：
print("Hello, {0}. You are {1} years old.".format(name, age))
print("Hello, {name}. You are {age} years old.".format(name=name, age=age))
这种方法的一个重要优点是，代码更加清晰易读，特别是在需要格式化大量变量时。然而，其缺点是，仍然需要在字符串模板和 .format() 方法之间进行映射，可能会显得繁琐。
三、f-strings（格式化字符串字面量）
f-strings 是Python 3.6引入的一种新的字符串格式化方式，被认为是当前最优雅、最强大的格式化方法。通过在字符串前加上字母 f 或 F，你可以在字符串中直接插入变量或表达式的值，大大提高了代码的可读性和简洁性。
name = "Alice"
age = 30
print(f"Hello, {name}. You are {age} years old.")
f-strings 的一个重要优点是，支持在花括号中直接插入表达式，并且可以对表达式的结果进行格式化：
width = 10
precision = 4
value = 12.34567
print(f"Value: {value:{width}.{precision}}")
此外，f-strings 还支持嵌套和复杂表达式，使得它们在处理复杂格式化需求时显得尤为强大：
import datetime
today = datetime.datetime.now()
print(f"Today is {today:%B %d, %Y}")
四、格式化日期和时间
在实际开发中，格式化日期和时间是一个常见需求。Python 提供了多种方式来处理日期和时间的格式化，包括 strftime 方法和 f-strings。
使用 strftime 方法：
import datetime
now = datetime.datetime.now()
print(now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
使用 f-strings：
now = datetime.datetime.now()
print(f"{now:%Y-%m-%d %H:%M:%S}")
五、数字格式化
Python 提供了多种方式来格式化数字，包括整数、浮点数和复数。你可以使用不同的格式化选项来控制数字的显示方式。
整数格式化：
number = 12345
print(f"{number:08d}") # 输出: 00012345
浮点数格式化：
pi = 3.14159265
print(f"{pi:.2f}") # 输出: 3.14
print(f"{pi:10.2f}") # 输出: 3.14
科学计数法：
large_number = 123456789
print(f"{large_number:e}") # 输出: 1.234568e+08
六、对齐和填充
在格式化输出时，你可能需要对齐文本或数字。Python 提供了多种对齐和填充选项来满足这些需求。
左对齐、右对齐和居中对齐：
text = "Hello"
print(f"{text:<10}") # 左对齐，输出: 'Hello '
print(f"{text:>10}") # 右对齐，输出: ' Hello'
print(f"{text:^10}") # 居中对齐，输出: ' Hello '
填充字符：
text = "Hello"
print(f"{text:_<10}") # 左对齐，使用下划线填充，输出: 'Hello_____'
print(f"{text:*>10}") # 右对齐，使用星号填充，输出: '<strong></strong>*Hello'
print(f"{text:.^10}") # 居中对齐，使用点号填充，输出: '..Hello...'
七、复合示例
在实际开发中，你可能需要将多种格式化需求结合在一起。下面是一个复合示例，展示了如何综合使用不同的格式化选项：
name = "Alice"
age = 30
salary = 12345.6789
today = datetime.datetime.now()
output = (f"Name: {name:<10}\n"
f"Age: {age:0>3d}\n"
f"Salary: ${salary:,.2f}\n"
f"Date: {today:%B %d, %Y}")
print(output)
输出结果：
Name: Alice
Age: 030
Salary: $12,345.68
Date: October 20, 2023
通过这种方式，你可以轻松实现复杂的格式化需求，并保持代码的简洁和可读性。
八、总结
在本文中，我们详细讨论了Python3中几种常见的格式化输出方法，包括百分号运算符 (%), str.format() 方法, 以及 f-strings（格式化字符串字面量）。我们还展示了如何格式化日期和时间、数字格式化、对齐和填充，并通过复合示例展示了如何综合使用不同的格式化选项。
推荐使用f-strings，因为它们更简洁、可读性更好、并且性能优越。 但在特定场景下，其他格式化方法也有其用武之地。希望通过本文的介绍，你能够更好地掌握Python3中的格式化输出，并在实际开发中灵活运用这些技巧。
相关问答FAQs：
如何在Python3中实现字符串格式化？
在Python3中，可以使用多种方法来格式化字符串，包括f-strings、str.format()方法和百分号（%）格式化。f-strings提供了简洁的语法，可以直接在字符串中嵌入变量，示例如下：
name = "Alice"
age = 30
formatted_string = f"My name is {name} and I am {age} years old."
print(formatted_string)
使用str.format()方法则可以这样实现：
formatted_string = "My name is {} and I am {} years old.".format(name, age)
print(formatted_string)
百分号格式化则较为传统，代码示例如下：
formatted_string = "My name is %s and I am %d years old." % (name, age)
print(formatted_string)
Python3支持哪些格式化选项？
在Python3中，字符串格式化支持多种选项，包括数字格式、日期格式和浮点数精度等。可以通过在花括号中添加冒号以及格式说明符来实现。例如，格式化浮点数时，可以指定小数点后保留的位数：
pi = 3.14159
formatted_pi = f"The value of pi is {pi:.2f}."
print(formatted_pi) # 输出 "The value of pi is 3.14."
对于日期格式，可以使用datetime模块并结合str.format()方法来实现：
from datetime import datetime
current_date = datetime.now()
formatted_date = "Today's date is: {}".format(current_date.strftime('%Y-%m-%d'))
print(formatted_date)
在Python3中如何处理多行字符串格式化？
当需要格式化多行字符串时，可以使用三重引号（'''或"""）来定义多行字符串。结合格式化方法，可以实现复杂的输出。例如：
name = "Bob"
age = 25
multi_line = f"""Name: {name}
Age: {age}
Welcome to the Python world!"""
print(multi_line)
这种方式不仅提高了代码的可读性，也使得多行文本的格式化变得简单直观。
