Python 字符串格式化实战¶

(date: 2025-11-15)

这个教程通过实际案例展示Python字符串格式化的各种方法，从基础格式化到高级应用，帮助你掌握在实际项目中格式化字符串的技巧。

案例1：基础字符串格式化¶

场景描述¶

在开发用户界面时，需要动态生成个性化的欢迎消息和提示信息。

前置引导¶

用户信息包含姓名、年龄和城市：

name = "张三"
age = 25
city = "北京"

需要生成格式化的欢迎消息：

包含用户姓名、年龄和城市信息
使用不同的格式化方法

预期结果¶

欢迎张三！您今年25岁，来自北京。

解决方案¶

方法1：使用 str.format() 位置参数¶

# 使用位置参数格式化
message = "欢迎{}！您今年{}岁，来自{}。".format(age, name, city)
print(message)

提示：修正上面的代码，使结果正确。

方法2：使用 str.format() 关键字参数¶

# 使用关键字参数格式化
message = "欢迎{name}！您今年{city}岁，来自{name}。".format(
    name=name, city=city, age=age
)
print(message)

提示：修正上面的代码，使结果正确。

方法3：使用 f-string（推荐）¶

# 使用 f-string 格式化（Python 3.6+）
message = f"欢迎{name}！您今年age岁，来自{city}。"
print(message)

提示：修正上面的代码，使结果正确。

方法小结：¶

方法1：使用位置参数，简单直接
方法2：使用关键字参数，可读性更好
方法3：f-string 最简洁直观，适合现代Python开发

案例2：数字格式化¶

场景描述¶

在财务系统中，需要对数字进行精确格式化，包括货币、百分比和科学计数法显示。

前置引导¶

需要格式化的数字数据：

price = 1234.5678
discount = 0.15
large_number = 1000000

格式化要求：

价格显示为货币格式（保留2位小数）
折扣显示为百分比（保留1位小数）
大数字使用千位分隔符

预期结果¶

价格: ¥1,234.57
折扣: 15.0%
大数字1: 1,000,000
大数字2: 2 000 000

解决方案¶

方法1：货币格式化¶

# 货币格式化 - 保留2位小数
formatted_price = "¥{:,.1f}".format(price)
print(f"价格: {formatted_price}")

# 百分比格式化 - 保留1位小数
formatted_discount = "{:.2%}".format(discount)
print(f"折扣: {formatted_discount}")

# 千位分隔符1
formatted_large = "{:,}".format(large_number)
print(f"大数字1: {formatted_large}")

# 千位分隔符2
formatted_large = "{:,}".format(large_number).replace(',', ';')
print(f"大数字2: {formatted_large}")

提示：修正上面的代码，使结果正确。

方法2：使用 f-string 格式化数字¶

# f-string 版本
print(f"价格: ¥{price:,.3f}")
print(f"折扣: {discount:.2%}")
print(f"大数字1: {large_number:,}")
print(f"大数字2: {large_number:,}")

提示：修正上面的代码，使结果正确。

方法说明：¶

{:,.2f}：千位分隔符 + 2位小数
{:.1%}：百分比格式，保留1位小数
{:,}：千位分隔符

案例3：文本对齐和填充¶

场景描述¶

在生成报表或菜单时，需要确保文本对齐显示，提升可读性。

前置引导¶

需要对齐显示的菜单项：

menu_items = ["首页", "产品中心", "关于我们", "联系我们"]

对齐要求：

左对齐，宽度10字符
居中对齐，宽度12字符
右对齐，宽度8字符
使用特定字符填充

预期结果¶

|首页----------|
|====产品中心====|
|        关于我们|
|....联系我们....|

解决方案¶

方法1：基础对齐格式化¶

# 左对齐，默认填充空格
left_aligned = "{:-<12}".format(menu_items[0])
print(f"|{left_aligned}|")

# 居中对齐，使用-填充
center_aligned = "|{:=^12}|".format(menu_items[1])
print(center_aligned)

# 右对齐
right_aligned = "|{:>12}|".format(menu_items[2])
print(right_aligned)

# 居中对齐，使用*填充
star_aligned = "|{:.^12}|".format(menu_items[3])
print(star_aligned)

提示：修正上面的代码，使结果正确。

方法2：批量处理对齐¶

# 批量处理不同对齐方式
alignments = [
    ("<", 12, ":"),  # 左对齐，宽度12，填充-
    ("^", 14, "="),  # 居中对齐，宽度12，填充-
    (">", 12, "+"),   # 右对齐，宽度12，填充空格
    ("^", 14, "?")   # 居中对齐，宽度12，填充*
]

for i, (align, width, fill) in enumerate(alignments):
    formatted = "[{:{}{}{}}]".format(menu_items[i], fill, align, width)
    print(formatted)

提示：修正上面的代码，使结果正确。

方法说明：

{:<10}：左对齐，宽度10
{:^12}：居中对齐，宽度12
{:>8}：右对齐，宽度8
填充字符^宽度：指定填充字符和对齐方式

案例4：复杂数据结构格式化¶

场景描述¶

在处理复杂数据时，需要从字典、列表或对象中提取信息进行格式化。

前置引导¶

复杂数据结构：

# 字典数据
user_info = {
    "first_name": "李",
    "last_name": "小明",
    "age": 28,
    "address": {
        "city": "上海",
        "district": "浦东新区"
    }
}

# 列表数据
scores = [95, 87, 92, 78]

# 自定义对象
class Student:
    def __init__(self, name, grade):
        self.name = name
        self.grade = grade

student = Student("王小红", "A")

预期结果¶

姓名: 李小明
年龄: 28
地址: 上海-浦东新区
最高分: 95
学生: 王小红 (A)

解决方案¶

方法1：字典数据格式化¶

# 格式化字典数据
name = "{0[last_name]}-{0[first_name]}".format(user_info)
age = "{0[age]}".format(user_info)
address = "{0[address][district]}+{0[address][city]}".format(user_info)

print(f"姓名: {name}")
print(f"年龄: {int(age)+2}")
print(f"地址: {address*2}")

方法2：列表数据格式化¶

# 格式化列表数据
max_score = "{0[1]}".format(sorted(scores, reverse=False))
print(f"最高分: {max_score}")

方法3：对象属性格式化¶

# 格式化对象属性
student_info = "{0.name} ({0.grade})".format(student)
print(f"学生: {student_info}")

方法4：f-string 简化版本¶

# f-string 简化版本
print(f"姓名: {user_info['last_name']}{user_info['first_name']}")
print(f"年龄: {user_info[age]}")
print(f"地址: {user_info['address']['city']}-{user_info['address']['district']}")
print(f"最高分: {min(scores)}")
print(f"学生: {student.grade} ({student.grade})")

方法说明：

字典：{0[key]} 访问字典值
嵌套字典：{0[key1][key2]} 访问嵌套值
列表：{0[index]} 访问列表元素
对象：{0.attribute} 访问对象属性

案例5：字符串切片和索引格式化¶

场景描述¶

在处理文本时，需要提取特定位置的字符或子字符串。

前置引导¶

原始文本数据：

text = "Python编程很有趣"
phone = "13812345678"

提取要求：

提取文本中的特定字符
提取手机号的前3位和后4位
格式化显示提取结果

预期结果¶

第3个字符: t
第5-7个字符: 编程
手机号: 138****5678

解决方案¶

方法1：字符索引格式化¶

# 提取单个字符
char_3 = "第3个字符: {0[2]}".format(text)
print(char_3)

# 提取子字符串
substring = "第5-7个字符: {}".format(text[4:7])
print(substring)

方法2：手机号格式化¶

# 手机号脱敏显示
formatted_phone = "{}****{}".format(phone[0:3], phone[7:11])
print(f"手机号: {formatted_phone}")

方法3：使用 f-string 切片¶

# f-string 切片版本
print(f"第3个字符: {text[2]}")
print(f"第5-7个字符: {text[4:7]}")
print(f"手机号: {phone[0:3]}****{phone[7:11]}")

方法说明：

{0[index]}：提取指定索引的字符
{0[start:end]}：提取子字符串
字符串索引从0开始
切片范围：[start, end)，包含start，不包含end

案例6：综合应用 - 生成学生成绩单¶

场景描述¶

为学校系统生成格式化的学生成绩单，包含多种格式化需求。

前置引导¶

学生数据：

students = [
    {"name": "张三", "chinese": 85, "math": 92, "english": 78},
    {"name": "李四", "chinese": 76, "math": 88, "english": 95},
    {"name": "王五", "chinese": 92, "math": 79, "english": 84}
]

格式化要求：

表头居中对齐
姓名左对齐，成绩右对齐
计算平均分并格式化
添加总分和排名

预期结果¶

       学生成绩单       
====================
张三   85   92   78  255
李四   76   88   95  259
王五   92   79   84  255
====================
平均分  84.3 86.3 85.7
最高分    92   92   95

解决方案¶

方法1：综合格式化实现¶

def generate_report(students):
    # 计算统计信息
    chinese_scores = [s["chinese"] for s in students]
    math_scores = [s["math"] for s in students]
    english_scores = [s["english"] for s in students]
    
    # 表头
    header = "{:^20}".format("学生成绩单")
    separator = "=" * 20
    
    # 构建报告
    report = [header, separator]
    
    # 学生成绩行
    for student in students:
        total = student["chinese"] + student["math"] + student["english"]
        row = "{:<4} {:>3} {:>3} {:>3} {:>3}".format(
            student["name"],
            student["chinese"],
            student["math"], 
            student["english"],
            total
        )
        report.append(row)
    
    report.append(separator)
    
    # 统计信息
    avg_chinese = sum(chinese_scores) / len(chinese_scores)
    avg_math = sum(math_scores) / len(math_scores)
    avg_english = sum(english_scores) / len(english_scores)
    
    stats1 = "平均分 {:>5.1f} {:>4.1f} {:>4.1f}".format(
        avg_chinese, avg_math, avg_english
    )
    stats2 = "最高分 {:>5} {:>4} {:>4}".format(
        max(chinese_scores), max(math_scores), max(english_scores)
    )
    
    report.extend([stats1, stats2])
    
    return "\n".join(report)

# 生成并显示报告
print(generate_report(students))

方法说明：

结合多种格式化技巧：对齐、宽度、精度
使用列表推导式提取数据
自动计算统计信息
确保各列对齐显示

案例7：文件编号生成器¶

场景描述¶

在文件管理中，经常需要为文件生成顺序编号，确保编号格式统一（如001、002等），并创建对应的文件。

前置引导¶

需要生成120个顺序编号的txt文件：

编号从001开始
文件名格式：file_001.txt, file_002.txt, ..., file_120.txt
每个文件内容为对应的编号

预期结果¶

生成的文件列表：
file_001.txt
file_002.txt
...
file_120.txt

每个文件内容示例（file_001.txt）：
这是第001号文件

解决方案¶

方法1：使用 zfill() 方法补零¶

import os

def create_numbered_files_zfill(count=120):
    """使用 zfill() 方法创建带前导零的编号文件"""
    
    # 创建文件目录（如果不存在）
    output_dir = "numbered_files"
    os.makedirs(output_dir, exist_ok=True)
    
    print(f"正在生成 {count} 个编号文件...")
    
    for i in range(1, count + 1):
        # 使用 zfill() 补零到3位
        number_str = str(i).zfill(3)
        filename = f"file_{number_str}.txt"
        filepath = os.path.join(output_dir, filename)
        
        # 写入文件内容
        with open(filepath, 'w', encoding='utf-8') as f:
            f.write(f"这是第{number_str}号文件")
    
    print(f"文件生成完成！共创建 {count} 个文件。")
    print(f"文件保存在: {output_dir}/")

# 创建文件
create_numbered_files_zfill(120)

方法2：使用字符串格式化补零¶

def create_numbered_files_format(count=120):
    """使用字符串格式化创建带前导零的编号文件"""
    
    output_dir = "numbered_files_format"
    os.makedirs(output_dir, exist_ok=True)
    
    print(f"正在生成 {count} 个编号文件...")
    
    for i in range(1, count + 1):
        # 使用字符串格式化补零到3位
        number_str = "{:03d}".format(i)
        filename = "file_{}.txt".format(number_str)
        filepath = os.path.join(output_dir, filename)
        
        # 写入文件内容
        with open(filepath, 'w', encoding='utf-8') as f:
            f.write("这是第{}号文件".format(number_str))
    
    print(f"文件生成完成！共创建 {count} 个文件。")
    print(f"文件保存在: {output_dir}/")

# 创建文件
create_numbered_files_format(120)

方法3：使用 f-string 格式化¶

def create_numbered_files_fstring(count=120):
    """使用 f-string 创建带前导零的编号文件"""
    
    output_dir = "numbered_files_fstring"
    os.makedirs(output_dir, exist_ok=True)
    
    print(f"正在生成 {count} 个编号文件...")
    
    for i in range(1, count + 1):
        # 使用 f-string 格式化补零到3位
        number_str = f"{i:03d}"
        filename = f"file_{number_str}.txt"
        filepath = os.path.join(output_dir, filename)
        
        # 写入文件内容
        with open(filepath, 'w', encoding='utf-8') as f:
            f.write(f"这是第{number_str}号文件")
    
    print(f"文件生成完成！共创建 {count} 个文件。")
    print(f"文件保存在: {output_dir}/")

# 创建文件
create_numbered_files_fstring(120)

方法说明：

zfill(3)：将字符串填充到3位，不足的用0补齐
"{:03d}"：格式化整数为3位，不足的用0补齐
f"{i:03d}"：f-string版本，效果相同
三种方法都能实现相同的补零效果，选择最习惯的方式即可

总结¶

通过以上案例，我们学习了Python字符串格式化的核心技巧：

基础格式化：位置参数、关键字参数、f-string
数字格式化：货币、百分比、千位分隔符
文本对齐：左对齐、居中对齐、右对齐、自定义填充
复杂数据：字典、列表、对象属性访问
字符串操作：索引、切片提取
综合应用：结合多种技巧解决实际问题
文件编号生成：前导零补位、批量文件创建

在实际开发中，建议：

优先使用 f-string（Python 3.6+）
对于复杂模板，考虑使用 str.format()
根据需求选择合适的对齐和填充方式
注意数字格式化的精度和显示要求

这些技巧将帮助你在实际项目中更好地处理和展示字符串数据。