输入与输出 输出格式

skypiea

到目前为止我们已遇到过两种写入值的方式: 表达式语句 和 print() 函数。 （第三种方式是使用文件对象的 write() 方法；标准输出文件可以被引用为 sys.stdout。 更多相关信息请参阅标准库参考）。

对输出格式的控制不只是打印空格分隔的值，还需要更多方式。格式化输出包括以下几种方法。

使用 格式化字符串字面值 ，要在字符串开头的引号/三引号前添加 f 或 F 。在这种字符串中，可以在 { 和 } 字符之间输入引用的变量，或字面值的 Python 表达式。

year = 2016
event = 'Referendum'
f'Results of the {year} {event}'
'Results of the 2016 Referendum'
字符串的 str.format() 方法需要更多手动操作。 你仍将使用 { 和 } 来标记变量将被替换的位置并且可以提供详细的格式化指令，但你还需要提供待格式化的信息。 下面的代码块中有两个格式化变量的例子：

yes_votes = 42_572_654
total_votes = 85_705_149
percentage = yes_votes / total_votes
'{:-9} YES votes  {:2.2%}'.format(yes_votes, percentage)
' 42572654 YES votes  49.67%'
请注意 yes_votes 填充了空格并且只为负数添加了负号。 这个例子还打印了 percentage 乘以 100 的结果，保留 2 位小数并带有一个百分号 (请参阅 Format specification mini-language 了解详情)。

最后，还可以用字符串切片和合并操作完成字符串处理操作，创建任何排版布局。字符串类型还支持将字符串按给定列宽进行填充，这些方法也很有用。

如果不需要花哨的输出，只想快速显示变量进行调试，可以用 repr() 或 str() 函数把值转化为字符串。

str() 函数返回供人阅读的值，repr() 则生成适于解释器读取的值（如果没有等效的语法，则强制执行 SyntaxError）。对于没有支持供人阅读展示结果的对象， str() 返回与 repr() 相同的值。一般情况下，数字、列表或字典等结构的值，使用这两个函数输出的表现形式是一样的。字符串有两种不同的表现形式。

示例如下：

s = 'Hello, world.'
str(s)
'Hello, world.'
repr(s)
"'Hello, world.'"
str(1/7)
'0.14285714285714285'
x = 10 * 3.25
y = 200 * 200
s = 'The value of x is ' + repr(x) + ', and y is ' + repr(y) + '...'
print(s)
The value of x is 32.5, and y is 40000...
# 字符串的 repr() 会添加引号和反斜杠：
hello = 'hello, world\n'
hellos = repr(hello)
print(hellos)
'hello, world\n'
# repr() 的参数可以是任何 Python 对象：
repr((x, y, ('spam', 'eggs')))
"(32.5, 40000, ('spam', 'eggs'))"
string 模块通过 string.Template 提供了一种基于正则表达式的简单模板方法支持。这种方式为字符串中的值替换提供了另一种途径：使用类似 $x 的占位符，并将其替换为字典中的对应值。该语法使用简便，但在格式控制方面提供的功能较为有限。

1. 格式化字符串字面值
格式化字符串字面值 （简称为 f-字符串）在字符串前加前缀 f 或 F，通过 {expression} 表达式，把 Python 表达式的值添加到字符串内。

格式说明符是可选的，写在表达式后面，可以更好地控制格式化值的方式。下例将 pi 舍入到小数点后三位：

import math
print(f'The value of pi is approximately {math.pi:.3f}.')
The value of pi is approximately 3.142.
在 ':' 后传递整数，为该字段设置最小字符宽度，常用于列对齐：

table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 7678}
for name, phone in table.items():
    print(f'{name:10} ==> {phone:10d}')

Sjoerd     ==>       4127
Jack       ==>       4098
Dcab       ==>       7678
还有一些修饰符可以在格式化前转换值。 '!a' 应用 ascii() ，'!s' 应用 str()，'!r' 应用 repr()：

animals = 'eels'
print(f'My hovercraft is full of {animals}.')
My hovercraft is full of eels.
print(f'My hovercraft is full of {animals!r}.')
My hovercraft is full of 'eels'.
= 说明符可被用于将一个表达式扩展为表达式文本、等号再加表达式求值结果的形式。

bugs = 'roaches'
count = 13
area = 'living room'
print(f'Debugging {bugs=} {count=} {area=}')
Debugging bugs='roaches' count=13 area='living room'
请参阅 自说明型表达式 以了解 = 说明符的更多信息。 有关这些格式说明的详情，请查看针对 Format specification mini-language 的参考指南。

2. 字符串 format() 方法
str.format() 方法的基本用法如下所示：

print('We are the {} who say "{}!"'.format('knights', 'Ni'))
We are the knights who say "Ni!"
花括号及之内的字符（称为格式字段）被替换为传递给 str.format() 方法的对象。花括号中的数字表示传递给 str.format() 方法的对象所在的位置。

print('{0} and {1}'.format('spam', 'eggs'))
spam and eggs
print('{1} and {0}'.format('spam', 'eggs'))
eggs and spam
str.format() 方法中使用关键字参数名引用值。

print('This {food} is {adjective}.'.format(
      food='spam', adjective='absolutely horrible'))
This spam is absolutely horrible.
位置参数和关键字参数可以任意组合：

print('The story of {0}, {1}, and {other}.'.format('Bill', 'Manfred',
                                                   other='Georg'))
The story of Bill, Manfred, and Georg.
如果不想分拆较长的格式字符串，最好按名称引用变量进行格式化，不要按位置。这项操作可以通过传递字典，并用方括号 '[]' 访问键来完成。

table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 8637678}
print('Jack: {0[Jack]:d}; Sjoerd: {0[Sjoerd]:d}; '
      'Dcab: {0[Dcab]:d}'.format(table))
Jack: 4098; Sjoerd: 4127; Dcab: 8637678
这也可以通过将 table 字典作为采用 ** 标记的关键字参数传入来实现。

table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 8637678}
print('Jack: {Jack:d}; Sjoerd: {Sjoerd:d}; Dcab: {Dcab:d}'.format(**table))
Jack: 4098; Sjoerd: 4127; Dcab: 8637678
与内置函数 vars() 一同使用时这种方式非常实用，它将返回一个包含所有局部变量的字典:

table = {k: str(v) for k, v in vars().items()}
message = " ".join([f'{k}: ' + '{' + k +'};' for k in table.keys()])
print(message.format(**table))
__name__: __main__; __doc__: None; __package__: None; __loader__: ...
举个例子，以下几行代码将产生一组整齐的数据列，包含给定的整数及其平方与立方:

for x in range(1, 11):
    print('{0:2d} {1:3d} {2:4d}'.format(x, x*x, x*x*x))

1   1    1
2   4    8
3   9   27
4  16   64
5  25  125
6  36  216
7  49  343
8  64  512
9  81  729
10 100 1000
str.format() 进行字符串格式化的完整概述详见 Format string syntax 。


3. 手动格式化字符串
下面是使用手动格式化方式实现的同一个平方和立方的表：

for x in range(1, 11):
    print(repr(x).rjust(2), repr(x*x).rjust(3), end=' ')
    # 请注意上一行中 'end' 的使用
    print(repr(x*x*x).rjust(4))

1   1    1
2   4    8
3   9   27
4  16   64
5  25  125
6  36  216
7  49  343
8  64  512
9  81  729
10 100 1000
（注意，每列之间的空格是通过使用 print() 添加的：它总在其参数间添加空格。）

字符串对象的 str.rjust() 方法通过在左侧填充空格，对给定宽度字段中的字符串进行右对齐。同类方法还有 str.ljust() 和 str.center() 。这些方法不写入任何内容，只返回一个新字符串，如果输入的字符串太长，它们不会截断字符串，而是原样返回；虽然这种方式会弄乱列布局，但也比另一种方法好，后者在显示值时可能不准确（如果真的想截断字符串，可以使用 x.ljust(n)[:n] 这样的切片操作 。）

另一种方法是 str.zfill() ，该方法在数字字符串左边填充零，且能识别正负号：

'12'.zfill(5)
'00012'
'-3.14'.zfill(7)
'-003.14'
'3.14159265359'.zfill(5)
'3.14159265359'

4. 旧式字符串格式化方法
% 运算符 (求余) 也可被用于字符串格式化。 给定 format % values (其中 format 是一个字符串)，则 format 中的 % 转换占位符将以 values 中的零个或多个元素来替换。 此操作通常称为字符串插值。 例如:

import math
print('The value of pi is approximately %5.3f.' % math.pi)
The value of pi is approximately 3.142.
printf 风格的字符串格式化 小节介绍更多相关内容。