文字与字串 ( 格式化 )

在 Python 里，除了可以使用基本功能串接字串，也可以针对不同的格式，将数据插入字串当中，由于 Python 版本的不同，这篇教学会介绍三种格式化字串的方法，透过字串的格式化，也可以轻松做出数字“补零”的效果。

快速导览：%、format、f-string

本篇使用的 Python 版本为 3.7.12，所有范例可使用 Google Colab 实作，不用安装任何软件 ( 参考：使用 Google Colab )

%

“%”的字串格式化是“旧式”的格式化方法，适用于 Python 2 和 3 的版本，操作方式为“格式化字串 % 資料”，输出结果会将数据插入格式化字串的位置。

下面的例子，印出 a 的内容时，会将内容的 %s 替换成 % 后方的字串，%d 会将浮点数的小数点无条件舍去，%f 则会将整数转换成浮点数。( 如果用 %s 显示数字，数字的型态会被转换成文字 )

a = 'Hello world, I am %s!!'
b = 'there are %d dollars'
c = 'there are %f dollars'
print(a % 'oxxo')  # Hello world, I am oxxo!!
print(a % 'xoox')  # Hello world, I am xoox!!
print(b % 2.5)     # there are 2 dollars ( 小數點被無條件捨去 )
print(c % 2)       # there are 2.000000 dollars ( 整數轉換成浮點數 )

格式化字串的 % 和形态代号间，可以加入其他数值，来指定最小宽度、最大字元、对齐与精确度：

下面的例子可以看到 %12s 会在 hello 前方加上七个空格 ( 7 + hello 总共 12 个字元 )，%.3s 会让 hello 只剩下 hel ( 3 个字元 )，%.3f 会让 123.456789 只留下小数点三位。

print('%s world' % 'hello')      # hello world
print('%12s world' % 'hello')    #        hello world
print('%+12s world' % 'hello')   #        hello world
print('%-12s world' % 'hello')   # hello        world
print('%.3s world' % 'hello')    # hel world
print('%12.3s world' % 'hello')  #          hel world

print('%.3f world' % 123.456789) # 123.457 world

如果有多个数值需要格式化，可以在 % 后方用小括号包住对应的参数，参数的数量和顺序必须和前方的格式化字元相同。

a = '%s world, ther are %f dollars!'
b = a % ('hello', 2.5)
print(b)   # hello world, ther are 2.500000 dollars!

.format

“{}”和“foramt()”是 Python 3 所使用的“新式”格式化，操作方式为“格式化字串.format(資料)”，输出结果会将数据插入格式化字串的位置，下面的例子，会将 world 和 oxxo 两个字串，分别插入字串中的两个 {}。

a = 'hello {}, I am {}'
b = a.format('world', 'oxxo')
print(b)   # hello world, I am oxxo

{} 里可以填入数字，数字表示“填入数据的顺序”，如果将上面程序里的 {} 加入数字，就会呈现不同的结果。

a = 'hello {1}, I am {0}'
b = a.format('world', 'oxxo')
print(b)   # hello oxxo, I am world ( world 和 oxxo 互換了 )

{} 里可以填入具名引数，如果将上面程序里的 {} 加入名称，就会放入指定名称的内容。

a = 'hello {m}, I am {n}'
b = a.format(m='world', n='oxxo')
print(b)   # hello world, I am oxxo

{} 里可以填入字典的引数，如果将上面程序里的 {} 加入对应的引数，就会放入指定的字典内容。

a = 'hello {0[x][m]}, I am {0[y][m]}'
b = {'x': {'m':'world', 'n':'oxxo'}, 'y':{'m':'QQ', 'n':'YY'}}
c = a.format(b)
print(c)    # hello world, I am QQ

新式的格式化字串和 % 定义略有不同，可以加入其他数值，来指定最小宽度、最大字元、对齐与精确度：

数据的型态也由 % 改为“:”表示。

下面的例子可以看到 {:-^10s} 会将 world 置中对齐，并将不足最小宽度的部分补上 - 的符号，{:^10.3f} 会让 123.456789 只留下小数点三位。

a = 'hello {}, I am {}'.format('world','oxxo')
b = 'hello {:10s}, I am {:10s}'.format('world','oxxo')
c = 'hello {:>10s}, I am {:>10s}'.format('world','oxxo')
d = 'hello {:-^10s}, I am {:+^10s}'.format('world','oxxo')
e = 'hello {:-^10.3s}, I am {:-^10s}'.format('world','oxxo')
f = 'hello {:-^10.3s}, I am {:^10.3f}'.format('world',123.456789)
print(a)  # hello world, I am oxxo
print(b)  # hello world     , I am oxxo
print(c)  # hello      world, I am       oxxo
print(d)  # hello --world---, I am +++oxxo+++
print(e)  # hello ---wor----, I am ---oxxo---
print(f)  # hello ---wor----, I am  123.457

f-string

f-string 是 Python 3.6 加入的字串格式化功能，也是现在比较推荐的格式化方法，操作方式为“f{變數名稱或運算式}”( 开头可以使用 f 或 F )，输出结果会将变数或运算式的内容，放入指定的位置，下方的程序执行后，会将变数 a 和 b 的内容，放入 c 的字串里。

a = 'world'
b = 'oxxo'
c = f'hello {a}, I am {b}'
print(c)   # hello world, I am oxxo

f-string 的格式化字串的定义和 .format 类似，可以加入其他数值，来指定最小宽度、最大字元、对齐与精确度。下面的例子可以看到 {b:+^10} 会将 oxxo 置中对齐，并将不足最小宽度的部分补上 + 的符号，{a:-<10.3} 会将 world 靠左对齐，并指取出 wor 三个字元，空白的部分补上 - 的符号。

a = 'world'
b = 'oxxo'
c = f'hello {a:<10s}, I am {b:>10s}'
d = f'hello {a:-<10s}, I am {b:+^10s}'
e = f'hello {a:-<10.3s}, I am {b:+^10.2s}'
f = f'hello {a.upper()}, I am {b.title()}'
print(c)   # hello world     , I am       oxxo
print(d)   # hello world-----, I am +++oxxo+++
print(e)   # hello wor-------, I am ++++ox++++
print(f)   # hello WORLD, I am Oxxo

了解原理后，就可以透过字串格式化的方式，实作“补零”的效果。

for i in range(1,101):
  print(f'{i:03d}',end=' , ')

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001 , 002 , 003 , 004 , 005 , 006 , 007 , 008 , 009 , 010 ,
011 , 012 , 013 , 014 , 015 , 016 , 017 , 018 , 019 , 020 ,
021 , 022 , 023 , 024 , 025 , 026 , 027 , 028 , 029 , 030 ,
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071 , 072 , 073 , 074 , 075 , 076 , 077 , 078 , 079 , 080 ,
081 , 082 , 083 , 084 , 085 , 086 , 087 , 088 , 089 , 090 ,
091 , 092 , 093 , 094 , 095 , 096 , 097 , 098 , 099 , 100 ,
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