一、引言：从"老式"到"新式"的进化

Python 早期的 % 格式化继承自 C 语言的 printf，语法繁琐且类型绑定严格：

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name = "Alice"
age = 30
print("Name: %s, Age: %d" % (name, age))

format() 作为 Python 2.6 引入的"新式"格式化方法，是 f-string 的前身，也是目前功能最全面的格式化方案。

核心观点：虽然 f-string 更简洁，但 format() 在模板分离和动态格式化场景中依然是王者。

二、基础语法：三种参数传递方式

2.1 位置参数

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# 默认顺序
"{} {}".format("Hello", "World")          # 'Hello World'

# 指定索引——可以打乱顺序或重复使用
"{1} {0} {1}".format("Hello", "World")    # 'World Hello World'

2.2 关键字参数

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"Hello, {name}! You are {age}.".format(name="Alice", age=30)
# 'Hello, Alice! You are 30.'

# 字典解包——配置生成的利器
data = {"name": "Alice", "age": 30}
"Hello, {name}! Age: {age}".format(**data)
# 'Hello, Alice! Age: 30'

2.3 混合使用

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"{0} is {age} years old. {0} lives in {city}.".format("Alice", age=30, city="Beijing")
# 'Alice is 30 years old. Alice lives in Beijing.'

建议保持清晰，避免过度混合。

三、核心进阶：格式说明符

冒号 : 后面的语法是 [[fill]align][sign][#][0][width][,][.precision][type]。

3.1 对齐与填充

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# 左对齐（默认字符串）
"{:<10}".format("hi")      # 'hi        '

# 右对齐（默认数字）
"{:>10}".format("hi")      # '        hi'

# 居中
"{:^10}".format("hi")      # '    hi    '

# 自定义填充字符
"{:*^10}".format("hi")     # '****hi****'

3.2 数字格式化

精度控制：

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"{:.2f}".format(3.14159)   # '3.14'
"{:.0f}".format(3.14159)   # '3'

千位分隔符——财务数据必备：

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"{:,}".format(1000000)     # '1,000,000'
"{:,.2f}".format(1234567.89)  # '1,234,567.89'

百分比：

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"{:.1%}".format(0.25)      # '25.0%'
"{:.2%}".format(1/3)       # '33.33%'

进制转换：

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"{:b}".format(42)          # '101010' —— 二进制
"{:x}".format(42)          # '2a' —— 十六进制
"{:o}".format(42)          # '52' —— 八进制
"{:#x}".format(42)         # '0x2a' —— 带前缀

符号控制：

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"{:+}".format(42)          # '+42'
"{:+}".format(-42)         # '-42'
"{: }".format(42)          # ' 42' —— 正数前加空格

3.3 动态宽度

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# 使用嵌套 {} 动态指定宽度
"{:{width}}".format("hi", width=10)       # 'hi        '
"{:>{width}.{prec}f}".format(3.14159, width=10, prec=2)  # '      3.14'

四、高级技巧：访问对象与容器

4.1 访问属性

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class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

p = Person("Alice", 30)
"{p.name} is {p.age}".format(p=p)  # 'Alice is 30'

4.2 访问字典键

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data = {"name": "Alice", "scores": [90, 85, 92]}
"Name: {d[name]}".format(d=data)  # 'Name: Alice'

4.3 访问列表索引

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items = ["apple", "banana", "cherry"]
"First: {0[0]}, Last: {0[2]}".format(items)  # 'First: apple, Last: cherry'

五、实战对比：format() vs f-string vs %

5.1 format() vs f-string

维度 format() f-string
语法 "{}".format(x) f"{x}"
性能 中等 最快
模板分离 支持 不支持
动态格式化 支持 有限支持
Python 版本 2.6+ 3.6+

format() 的独特优势——模板与数据分离：

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# 多语言支持
templates = {
    "en": "Hello, {name}!",
    "zh": "你好，{name}！",
    "ja": "こんにちは、{name}！"
}

lang = "zh"
name = "Alice"
print(templates[lang].format(name=name))  # 你好，Alice！

f-string 无法做到这一点，因为模板在编译期就被求值了。

日志格式定义：

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LOG_FORMAT = "[{level}] {time} - {message}"

def log(level, message):
    import datetime
    print(LOG_FORMAT.format(
        level=level,
        time=datetime.datetime.now().strftime("%H:%M:%S"),
        message=message
    ))

log("INFO", "Server started")  # [INFO] 21:33:47 - Server started

5.2 format() vs %

维度 format() %
类型安全 自动处理 严格绑定（%s, %d, %f）
字典映射 支持 {key} 需 %(key)s
元组处理 安全 单元素元组必须加逗号
功能丰富度 高 低

% 格式化的经典陷阱：

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# 单元素元组必须加逗号，否则报错
"Value: %s" % (42,)   # 正确
"Value: %s" % (42)    # 等价于 "Value: %s" % 42，整数不是元组，会报错

六、总结与最佳实践

格式说明符 效果 示例
{:<10} 左对齐，宽10 'hi '
{:>10} 右对齐，宽10 ' hi'
{:^10} 居中，宽10 ' hi '
{:.2f} 保留2位小数 '3.14'
{:,} 千位分隔 '1,000,000'
{:.1%} 百分比 '25.0%'
{:b} 二进制 '101010'
{:+} 显示正负号 '+42'

专家建议：

  1. 在 Python 3.6+ 项目中优先使用 f-string——性能更好，语法更简
  2. 在需要动态构建格式字符串或处理模板文件时，坚持使用 format()——模板分离是它的核心优势
  3. 尽量避免在 Python 3 中使用 % 格式化——功能弱、陷阱多
  4. 善用字典解包 **data——让模板与数据自然对接