本文為譯文，原文 by Joanna Jablonski，地址：https://realpython.com/python-f-strings/

Python 3.6 引入了新的字符串格式化方式 f-strings，與其它格式化方式相比，不僅簡潔明了，可讀性更好，更不容易出錯，而且運(yùn)行效率也更高。

你應(yīng)該馬上開始使用這種新的格式化方式，本文將解釋其原因與具體用法。

但在此之前，讓我們先看一下 f-strings 之前的字符串格式化方式。

1. Python 字符串格式化的“舊式”做法

在 Python 3.6 之前，把 Python 表達(dá)式嵌入字符串，主要有兩種方式：% 或 str.format()。它們的用法與主要不足如下：

1.1 選項(xiàng)1：使用 %

這是最原始的、 Python 官方指南所用的格式化方式，相關(guān)信息可以閱讀官方文檔。

值得注意的是，官方文檔其實(shí)并不推薦使用這種方式，相關(guān)說明如下：

“此處描述的格式化操作存在一些奇怪之處，容易導(dǎo)致一些常見錯誤（比如無法正確格式化元組與字典等）。

使用新的格式化方式或str.format()函數(shù)可以避免這些錯誤。這些格式化方式不僅更強(qiáng)大，而且更靈活，更易于擴(kuò)展。(來源)

如何使用 % 進(jìn)行格式化

字符串對象有一個內(nèi)建操作符%，可以用于格式化操作，具體用法如下：

如果要在字符串中嵌入多個變量，則必須使用元組，例如：

>>> name = 'Eric'>>> age = 74 >>> 'Hello, %s. You are %s.' % (name, age) 'Hello Eric. You are 74.'

% 格式化的問題

上面的代碼看起來還不錯，但如果在更長的字符串中嵌入更多變量，代碼的可讀性就會成為一個問題：

因此，這種格式化方式的主要問題是過于繁瑣，容易出錯，不能正確格式化元組與字典。

1.2 選項(xiàng)2：str.format()

這種方式是在 Python 2.6 引入的，可以在 官方文檔 找到相關(guān)介紹。

str.format() 的用法

str.format()方式是對 % 方式的一次改進(jìn)。用戶可以通過修改對象的 __format__() 方法來自定義 格式化方式 。

通過大括號，我們可以在字符串中嵌入變量：

>>> 'Hello, {}. You are {}.'.format(name, age) 'Hello, Eric. You are 74.'

也可以指定變量的引用順序：

或者直接使用變量名稱：

>>> person = {'name': 'Eric', 'age': 74} >>> 'Hello, {name}. You are {age}.'.format(name=person['name'], age=person['age']) 'Hello, Eric. You are 74.'

在引用字典時，可以用**操作符進(jìn)行字典拆包：

總的來說，str.format()是 % 格式化方式的一次升級，但依然存在一些問題。

str.format() 的問題

和 % 方式相比，使用str.format() 的代碼可讀性要好很多。但如果在較長的字符串中嵌入多個變量，依然會顯得繁瑣：

>>> first_name = 'Eric' >>> last_name = 'Idle' >>> age = 74 >>> profession = 'comedian' >>> affiliation = 'Monty Python' >>> print(('Hello, {first_name} {last_name}. You are {age}. ' + >>> 'You are a {profession}. You were a member of {affiliation}.') \ >>> .format(first_name=first_name, last_name=last_name, age=age, \ >>> profession=profession, affiliation=affiliation)) 'Hello, Eric Idle. You are 74. You are a comedian. You were a member of Monty Python.'

當(dāng)然，如果我們提前把需要嵌入的變量放在一個字典中，就可以通過 ** 進(jìn)行拆包操作，從而顯得簡潔一些。

但一定還存在著更好的格式化方式。

2. f-Strings：一種改進(jìn)版格式化方式

Python 3.6 引入了新的字符串格式化方式，這種方式來自于 Eric V. Smith 在 2015 年 8 月提出的方案，具體可以參考PEP 498。

f-strings 也稱作“格式化的字符串字面量”，它是一個帶有 f 前綴的字符串，通過大括號嵌入所需的 Python 表達(dá)式，這些表達(dá)式的具體值是在運(yùn)行時確定的，背后依賴的也是嵌入對象的 __format()__ 接口。查看 官方文檔 可以獲得更多信息。

以下是一些具體使用方式：

2.1 最簡單的句法

f-strings 的句法類似于str.format()，但要更簡潔，你可以感受一下它的可讀性：

前綴f也可以使用大寫的F。

>>> F'Hello, {name}. You are {age}.' 'Hello, Eric. You are 74.'

你是不是已經(jīng)開始喜歡上這種格式化方式了？

2.2 支持任意表達(dá)式

由于 f-strings 是在運(yùn)行時計(jì)算具體值的，我們得以在字符串中嵌入任意有效的 Python 表達(dá)式，從而寫出更優(yōu)雅的代碼。

你可以使用很直接的計(jì)算式，比如說：

也可以在里面調(diào)用函數(shù)：

>>> def to_lowercase(input):  ... return input.lower() >>> name = 'Eric Idle' >>> f'{to_lowercase(name)} is funny.' 'eric idle is funny.'

或者直接調(diào)用對象的方法：

甚至可以在對象的字符串方法中直接使用 f-strings，例如有以下類：

class Comedian:  def __init__(self, first_name, last_name, age):  self.first_name = first_name  self.last_name = last_name  self.age = age  def __str__(self):  return f'{self.first_name} {self.last_name} is {self.age}.'  def __repr__(self):  return f'{self.first_name} {self.last_name} is {self.age}. Surprise!'

你可以有如下代碼：

__str__()方法與__repr__()方法用于處理對象的字符串顯示方式，我們有必要至少定義其中一個。如果必須二選一的話，建議使用__repr__()，在__str__()方法沒有定義的情況下，解釋器會自動調(diào)用__repr__()方法。

__str__()方法返回的是對象的非正式字符串表示，主要考慮可讀性，而__repr__()方法返回的是對象的正式字符串表示，主要考慮精確性。調(diào)用這兩個函數(shù)時，比較推薦的方式是直接使用內(nèi)置函數(shù)str()和repr()。

f-strings 會默認(rèn)調(diào)用對象的__str__()方法，如果要強(qiáng)制使用__repr__()方法，則可以在變量之后加上轉(zhuǎn)換標(biāo)志!r：

>>> f'{new_comedian}''Eric Idle is 74.' >>> f'{new_comedian!r}' 'Eric Idle is 74. Surprise!'

想要了解更多 f-strings 的轉(zhuǎn)換問題，可以閱讀 相關(guān)資料。

2.3 多行字符串中使用 f-Strings

你可以這樣定義一個多行字符串：

要注意的是，在每一行字符串之前，都要加上f前綴。以下代碼是無效的：

>>> message = (... f'Hi {name}. '... 'You are a {profession}. '... 'You were in {affiliation}.'... )>>> message'Hi Eric. You are a {profession}. You were in {affiliation}.'

如果有需要，也可以通過反斜線 \ 拼接多行字符串：

但在使用'''時，則可能出現(xiàn)以下情況：

>>> message = f'''... Hi {name}.... You are a {profession}. ... You were in {affiliation}.... '''...>>> message'\n Hi Eric.\n You are a comedian.\n You were in Monty Python.\n'

關(guān)于代碼中的縮進(jìn)問題，可以參考PEP 8。

2.4 運(yùn)行效率

f-string 中的f前綴也可以是 “fast” 的意思。

f-strings 比 % 和 str.format()格式化都要快。正如之前所說，f-strings 是在運(yùn)行時確定表達(dá)式的具體值的，以下是文檔中的相關(guān)描述：

F-strings 使用最簡單的句法，提供了一種在字符串字面量中嵌入表達(dá)式的方式。值得注意的是，f-string 是在運(yùn)行時確定表達(dá)式的值的，而不是帶入一個固定值。

在 Python 代碼中，一個 f-string 就是一個帶有f前綴的字符串，并通過大括號嵌入表達(dá)式，這些表達(dá)式最后將由他們的具體值取代。(來源)

代碼執(zhí)行時，大括號中的表達(dá)式會在其命名空間中計(jì)算具體值，并返回它與其它部分的組合結(jié)果。

以下是速度比較：

正如我們所看到的，f-strings 的效率是最高的。

其實(shí)，在最初實(shí)現(xiàn)時，f-strings 存在一些 效率問題，之后引入了一種特殊的操作碼 BUILD_STRING進(jìn)行解決。

3. 使用 f-Strings 的一些小細(xì)節(jié)

現(xiàn)在，我們已經(jīng)了解了 f-strings 的優(yōu)勢，相信大家都已經(jīng)準(zhǔn)備開始使用了。以下是一些需要注意的小細(xì)節(jié)。

3.1 關(guān)于引號

我們可以在表達(dá)式中使用各種引號，但應(yīng)該注意，表達(dá)式中的引號不要與外部的引號一樣。

以下代碼是正確的：

>>> f'{'Eric Idle'}''Eric Idle'

以下代碼也可以運(yùn)行：

我們也可以使用三引號：

>>> f'''Eric Idle''''Eric Idle'>>> f'''Eric Idle''''Eric Idle'

如果確實(shí)要在字符串中使用與外部一樣的引號的話，可以使用反斜線\進(jìn)行轉(zhuǎn)義：

3.2 關(guān)于字典

關(guān)于引號的問題，需要注意表達(dá)式中的字典取值。如果外部字符串使用的是單引號，字典取值就應(yīng)該用雙引號。

以下代碼是可以工作的：

但以下代碼則會報錯：

>>> comedian = {'name': 'Eric Idle', 'age': 74}>>> f'The comedian is {comedian['name']}, aged {comedian['age']}.' File '', line 1 f'The comedian is {comedian['name']}, aged {comedian['age']}.' ^SyntaxError: invalid syntax

如果在內(nèi)部表達(dá)式中使用同樣的引號，解釋器會將其判斷為字符串的結(jié)束符號。

3.3 關(guān)于大括號

如果想在表達(dá)式中使用大括號，我們必須使用兩次大括號：

注意，使用三次大括號并不會給你兩個大括號：

>>> f'{{{74}}}''{74}'

當(dāng)然，如果使用四次，就可以給你兩個大括號了：

3.4 關(guān)于反斜線符號

如之前所見，我們可以在 f-strings 的字符串部分通過反斜線對一些字符進(jìn)行轉(zhuǎn)義。

但是，在表達(dá)式中的反斜線是沒有轉(zhuǎn)義效果的：

>>> f'{\'Eric Idle\'}' File '', line 1 f'{\'Eric Idle\'}' ^SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash

有需要時，可以提前定義一個變量來繞過這種限制：

3.5 關(guān)于行內(nèi)注釋

f-strings 中不應(yīng)包括帶 # 號的注釋，否則會導(dǎo)致句法錯誤：

>>> f'Eric is {2 * 37 #Oh my!}.' File '', line 1 f'Eric is {2 * 37 #Oh my!}.' ^SyntaxError: f-string expression part cannot include '#'

4. 開始使用吧

你依然可以使用原來的字符串格式化方式，但 f-strings 提供了一種更加簡潔，更具可讀性，更方便的格式化方式，不僅運(yùn)行更快，也更不容易出錯。因此，如果你還沒切換到 3.6 或更高的版本的話，f-strings 或許是一個值得考慮的切換理由。（如果你還在使用 Python 2，別忘了 2020年 就快到了?。?/p>

根據(jù) Python之禪，當(dāng)你需要做一件事的時候，“總有一種——最好是只有一種——最為明顯的方式?！?f-strings 或許不是字符串格式化的唯一方式，但很可能是最為明顯的方式。