String.format()用法详解

在 Java 编程中，String.format() 方法是一个非常强大且灵活的工具，用于格式化字符串。它允许开发者以一种简洁、易读的方式将各种数据类型转换为字符串，并按照指定的格式进行排列。无论是简单的字符串拼接，还是复杂的日期和数值格式化，String.format() 都能胜任。本文将详细介绍 String.format() 的用法，包括其基本语法、常见用例以及一些高级技巧，帮助读者更好地理解和使用这一功能。

一、String.format() 基本语法

1）方法签名

String.format(String format, Object... args)

format 参数是一个包含格式说明符的字符串。

args 参数是可变参数列表，可以传递任意数量的对象。

2）格式说明符

格式说明符通常以 % 开头，后面跟着一个或多个字符，表示要格式化的数据类型和格式。

1. 常见的格式说明符包括：

%s：用于字符串

%d：用于十进制整数

%f：用于浮点数

%t：用于日期/时间

%c：用于字符

%b：用于布尔值

3）示例

String name = "Alice";
int age = 30;
double height = 1.65;
String formattedString = String.format("Name: %s, Age: %d, Height: %.2f", name, age, height);
System.out.println(formattedString); // 输出: Name: Alice, Age: 30, Height: 1.65

二、常用格式说明符

1）字符串格式化

使用 %s 格式说明符来格式化字符串。

1. 示例：

String name = "Bob";
String greeting = String.format("Hello, %s!", name);
System.out.println(greeting); // 输出: Hello, Bob!

2）整数格式化

使用 %d 格式说明符来格式化整数。

可以通过指定宽度和对齐方式来控制输出格式。

1. 示例：

int number = 42;
String formattedNumber = String.format("%5d", number); // 宽度为5，右对齐
System.out.println(formattedNumber); // 输出:    42

3）浮点数格式化

使用 %f 格式说明符来格式化浮点数。

可以指定小数点后的位数。

1. 示例：

double pi = 3.14159;
String formattedPi = String.format("%.2f", pi); // 保留两位小数
System.out.println(formattedPi); // 输出: 3.14

4）日期和时间格式化

使用 %t 格式说明符来格式化日期和时间。

可以结合不同的标志来指定具体的格式。

1. 示例：

java.util.Date now = new java.util.Date();
String formattedDate = String.format("%tF %tT", now, now); // 日期和时间
System.out.println(formattedDate); // 输出: YYYY-MM-DD HH:MM:SS

5）字符格式化

使用 %c 格式说明符来格式化字符。

1. 示例：

char grade = 'A';
String formattedGrade = String.format("Your grade is: %c", grade);
System.out.println(formattedGrade); // 输出: Your grade is: A

6）布尔值格式化

使用 %b 格式说明符来格式化布尔值。

1. 示例：

boolean isTrue = true;
String formattedBoolean = String.format("Is it true? %b", isTrue);
System.out.println(formattedBoolean); // 输出: Is it true? true

三、格式化选项

1）宽度

指定字段的最小宽度。

如果实际内容小于指定宽度，则会在左侧或右侧填充空格。

1. 示例：

String formattedNumber = String.format("%5d", 42); // 宽度为5，右对齐
System.out.println(formattedNumber); // 输出:    42

2）对齐

默认情况下，字段是右对齐的。

使用 - 标志可以实现左对齐。

1. 示例：

String formattedNumber = String.format("%-5d", 42); // 宽度为5，左对齐
System.out.println(formattedNumber); // 输出: 42

3）精度

对于浮点数，可以指定小数点后的位数。

对于字符串，可以指定最大长度。

1. 示例：

double pi = 3.14159;
String formattedPi = String.format("%.2f", pi); // 保留两位小数
System.out.println(formattedPi); // 输出: 3.14

4）标志

1. 一些常见的标志包括：

+：显示正负号

0：用0填充

,：使用逗号分隔千位

1. 示例：

int number = 1234567;
String formattedNumber = String.format("%,d", number); // 使用逗号分隔千位
System.out.println(formattedNumber); // 输出: 1,234,567

四、高级用法

1）自定义格式化器

可以通过实现 java.util.Formatter 接口来自定义格式化器。

1. 示例：

class CustomFormatter extends java.util.Formatter {
    public CustomFormatter(OutputStream out) {
        super(out, Locale.US);
    }
    @Override
    public Formatter format(String fmt, Object... args) {
        for (Object arg : args) {
            if (arg instanceof Integer) {
                out.write(((Integer) arg).toString().getBytes());
            } else {
                super.format(fmt, arg);
            }
        }
        return this;
    }
}
CustomFormatter formatter = new CustomFormatter(System.out);
formatter.format("Number: %d, String: %s", 42, "Hello");

2）本地化

可以通过 Locale 对象来指定本地化设置。

1. 示例：

double amount = 123456.78;
String formattedAmount = String.format(Locale.GERMANY, "Amount: %.2f", amount);
System.out.println(formattedAmount); // 输出: Amount: 123.456,78

3）复合格式化

可以在一个格式字符串中使用多个格式说明符。

1. 示例：

String name = "Alice";
int age = 30;
double height = 1.65;
String formattedString = String.format("Name: %s, Age: %d, Height: %.2f", name, age, height);
System.out.println(formattedString); // 输出: Name: Alice, Age: 30, Height: 1.65

4）性能考虑

String.format() 虽然功能强大，但在性能敏感的应用中可能不如直接拼接字符串高效。

如果需要频繁格式化大量数据，可以考虑使用 StringBuilder 或其他更高效的替代方案。

1. 示例：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("Name: ").append(name).append(", Age: ").append(age).append(", Height: ").append(height);
String result = sb.toString();
System.out.println(result); // 输出: Name: Alice, Age: 30, Height: 1.65

五、常见问题及解决方案

1）格式说明符不匹配

1. 错误信息：java.util.UnknownFormatConversionException

2. 解决方法：检查格式说明符是否与传递的参数类型匹配。

3. 示例：

try {
    String formatted = String.format("Value: %f", "123"); // 错误：应使用 %s
} catch (java.util.UnknownFormatConversionException e) {
    System.err.println(e.getMessage());
}

2）参数数量不匹配

1. 错误信息：java.util.MissingFormatArgumentException

2. 解决方法：确保传递的参数数量与格式说明符的数量一致。

3. 示例：

try {
    String formatted = String.format("Name: %s, Age: %d", "Alice"); // 缺少一个参数
} catch (java.util.MissingFormatArgumentException e) {
    System.err.println(e.getMessage());
}

3）无效的格式字符串

1. 错误信息：java.util.IllegalFormatException

2. 解决方法：检查格式字符串是否符合规范。

3. 示例：

try {
    String formatted = String.format("Name: %s, Age: %d", "Alice", 30, 1.65); // 多余的参数
} catch (java.util.IllegalFormatException e) {
    System.err.println(e.getMessage());
}

4）性能优化

1. 问题：频繁调用 String.format() 可能导致性能下降。

2. 解决方法：使用 StringBuilder 或其他更高效的替代方案。

3. 示例：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("Name: ").append(name).append(", Age: ").append(age).append(", Height: ").append(height);
String result = sb.toString();
System.out.println(result); // 输出: Name: Alice, Age: 30, Height: 1.65

String.format() 是 Java 中一个非常强大的字符串格式化工具，提供了丰富的格式化选项和灵活性。通过本文的介绍，我们详细了解了 String.format() 的基本语法、常用格式说明符、格式化选项以及一些高级用法。此外，还讨论了一些常见的问题及其解决方案。希望本文能够帮助读者更好地掌握 String.format() 的用法，提升编程效率和代码质量。无论是在日常开发中，还是在处理复杂的数据格式化需求时，String.format() 都是一个值得信赖的选择。

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