Python中format格式化函数详解(定义、语法、参数、作用、用法)

在 Python 编程中，字符串格式化是一项基础而重要的技能。Python 提供了多种字符串格式化方式，如 % 运算符、str.format() 方法以及 f-string（Python 3.6+）。其中，str.format() 是一种功能强大、灵活度高的格式化方式，广泛用于构建动态字符串、格式化输出数据、拼接变量与文本等场景。

本文将围绕 str.format() 函数的定义、语法结构、参数使用方式、功能作用以及典型应用场景进行详细讲解，帮助开发者全面掌握这一实用的字符串格式化工具。

一、str.format() 的基本定义与作用

str.format() 是 Python 中 str 类的一个方法，用于将变量插入字符串中的指定位置，并按照指定格式进行输出。与传统的 % 格式化方式相比，format() 更加灵活，支持多种数据类型和格式控制。

1. 主要作用

将变量插入字符串；

控制输出格式（如小数点位数、对齐方式、进制转换等）；

实现动态字符串拼接；

提升代码可读性和可维护性。

1. 语法结构

"字符串模板".format(参数1, 参数2, ...)

模板中使用 {} 作为占位符，format() 方法会依次将参数填入对应位置。

二、str.format() 的基本用法

1. 按顺序填充变量

name = "Alice"
age = 25
print("我的名字是 {}, 年龄是 {}".format(name, age))
# 输出：我的名字是 Alice, 年龄是 25

1. 指定索引填充变量
   

可以使用数字索引指定填充顺序，适合参数复用或调整顺序：

print("第0个参数是：{0}，第1个参数是：{1}".format("Hello", "World"))
# 输出：第0个参数是：Hello，第1个参数是：World

1. 使用关键字参数
   

通过关键字指定参数，提升可读性，适用于参数较多或顺序不固定的情况：

print("姓名：{name}, 年龄：{age}".format(name="Bob", age=30))
# 输出：姓名：Bob, 年龄：30

1. 混合使用位置参数与关键字参数
   

可以同时使用位置参数和关键字参数，但位置参数必须在关键字参数之前：

print("{0} 和 {name} 都是程序员".format("Alice", name="Bob"))
# 输出：Alice 和 Bob 都是程序员

三、str.format() 的格式化语法与参数控制

str.format() 的强大之处在于其支持丰富的格式化选项，可以通过冒号 : 后跟格式说明符来控制输出样式。

1. 控制数字格式

整数格式化：d 表示十进制整数；

浮点数格式化：f 表示浮点数，可以指定小数点位数；

百分比格式化：% 可以将小数转换为百分比；

千分位分隔符：使用 , 表示千分位；

进制转换：b 表示二进制，o 表示八进制，x 表示十六进制（小写），X 表示大写十六进制。

示例：

print("整数：{0:d}".format(1000000))         # 输出：整数：1000000
print("浮点数：{0:.2f}".format(3.14159))      # 输出：浮点数：3.14
print("百分比：{0:.2%}".format(0.75))         # 输出：百分比：75.00%
print("千分位：{0:,}".format(1234567))        # 输出：千分位：1,234,567
print("二进制：{0:b}".format(10))             # 输出：二进制：1010
print("十六进制：{0:x}".format(255))           # 输出：十六进制：ff

1. 控制字符串格式
   

对齐方式：< 左对齐，> 右对齐，^ 居中对齐；

填充字符：使用 字符 填充空白；

宽度控制：使用数字指定最小宽度。

示例：

print("{0:10}".format("Python"))           # 输出：Python     （右对齐，总宽度10）
print("{0:<10}".format("Python"))          # 输出：Python     （左对齐）
print("{0:^10}".format("Python"))          # 输出：  Python   （居中对齐）
print("{0:*^10}".format("Python"))         # 输出：**Python** （居中并用 * 填充）

1. 格式化日期时间
   

结合 datetime 模块，format() 可用于格式化日期和时间：

from datetime import datetime
now = datetime.now()
print("当前时间：{0:%Y-%m-%d %H:%M:%S}".format(now))
# 输出：当前时间：2025-04-05 12:30:45（根据实际时间变化）

1. 格式化对象属性
   

可以使用 . 访问对象的属性进行格式化：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
p = Person("John", 28)
print("姓名：{0.name}, 年龄：{0.age}".format(p))
# 输出：姓名：John, 年龄：28

1. 格式化字典
   

可以直接格式化字典中的键值：

data = {"name": "Alice", "age": 25}
print("姓名：{0[name]}, 年龄：{0[age]}".format(data))
# 输出：姓名：Alice, 年龄：25

四、str.format() 的进阶用法与技巧

1. 嵌套格式化

可以在格式字符串中嵌套变量和格式控制：

print("{0:{1}}".format("Python", "^10"))  # 输出：  Python

1. 格式化多行字符串
   

format() 也适用于多行字符串，常用于模板输出：

template = """姓名：{name}
年龄：{age}
城市：{city}"""
print(template.format(name="Alice", age=25, city="北京"))

输出：

姓名：Alice
年龄：25
城市：北京

1. 格式化时使用函数或表达式
   

可以在 format() 中使用函数、表达式，甚至对象：

print("结果是：{0}".format(2 ** 10))  # 输出：结果是：1024

五、str.format() 的典型应用场景

1. 动态生成日志信息

在日志系统中，format() 可用于动态插入变量，生成结构化日志：

log = "[{level}] {time}: {message}".format(
    level="INFO",
    time="2025-04-05 10:00:00",
    message="用户登录成功"
)
print(log)
# 输出：[INFO] 2025-04-05 10:00:00: 用户登录成功

1. 生成用户提示信息
   

在用户交互界面中，format() 可以用于生成个性化提示：

user = "admin"
print("欢迎回来，{}！".format(user))  # 输出：欢迎回来，admin！

1. 数据展示与报表生成
   

在数据分析、报表生成等场景中，format() 可以实现整齐的输出格式：

name = "张三"
score = 92.5
print("{0:10} | {1:5.2f}".format(name, score))
# 输出：张三       | 92.50

1. 构建 SQL 查询语句
   

虽然不推荐直接拼接 SQL 语句（存在注入风险），但在非数据库交互场景中，format() 可用于构建查询语句：

query = "SELECT * FROM users WHERE id = {id}".format(id=123)
print(query)  # 输出：SELECT * FROM users WHERE id = 123

str.format() 是 Python 中一个非常强大、灵活的字符串格式化方法，它不仅支持位置参数、关键字参数，还支持丰富的格式化选项，如数字格式、字符串对齐、日期格式等，是构建动态字符串、生成结构化输出的重要工具。

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