Преобразование различных типов данных в строковые с использованием форматирования

 Форматирование строк с помощью оператора %

Оператор деления по модулю (s % d) используется для форматирования строк, где s – строка формата, а d – коллекция объектов в виде кортежа или отображения (словаря). Поведение этого оператора напоминает функцию sprintf() в языке C.

Строка формата может содержать элементы двух типов: обычные символы (которые остаются в неизменном виде) и спецификаторы формата, каждый из которых замещается форматированным строковым представлением элементов в кортеже или в отображении. Если аргумент d является кортежем, количество спецификаторов формата должно в точности соответствовать количеству объектов в кортеже d. Если аргумент d является отображением, каждый спецификатор формата должен быть ассоциирован с допустимым именем ключа в отображении (с использованием круглых скобок, как будет описано чуть ниже). Каждый спецификатор должен начинаться с символа % и заканчиваться одним из символов форматирования, перечисленных в табл. А.1.

Таблица А.1. Спецификаторы формата

Символ формата	Выходной формат
d, i	Целое или длинное целое десятичное число.
u	Целое или длинное целое число без знака.
o	Целое или длинное целое восьмеричное число.
x	Целое или длинное целое шестнадцатеричное число.
X	Целое или длинное целое шестнадцатеричное число (с символами в верхнем регистре).
f	Число с плавающей точкой в формате [-]m.dddddd.
e	Число с плавающей точкой в формате [-]m.dddddde ± xx.
E	Число с плавающей точкой в формате [-]m.ddddddE ± xx.
g, G	Использует спецификатор %e или %E, если экспонента меньше -4 или больше заданной точности; в противном случае использует спецификатор %f.
s	Строка или любой объект. Для создания строкового представления объектов используется функция str().
r	Воспроизводит ту же строку, что и функция repr().
c	Единственный символ.
%	Символ %.

Между символом % и символом формата могут добавляться следующие модификаторы в указанном порядке:

• Имя ключа в круглых скобках, с помощью которого выбирается элемент из объекта отображения. Если такой элемент отсутствует, возбуждается исключение KeyError.
• Один или более следующих символов:
• ‘-‘, определяет выравнивание по левому краю. По умолчанию значения выравниваются по правому краю.
• ‘+’, указывает на необходимость обязательного включения знака для числовых значений (даже для положительных).
• ‘0’, указывает на необходимость заполнения нулями.
• Число, определяющее минимальную ширину поля. Форматируемое значение будет выводиться в поле, ширина которого не может быть меньше указанной, и дополняться добавочными символами слева (или справа, если указан флаг –) до указанной ширины поля.
• Точка, отделяющая значение ширины поля от значения точности.
• Число, определяющее максимальное количество символов при выводе строк; количество цифр после десятичной точки, при выводе чисел с плавающей точкой, или минимальное количество цифр, при выводе целых чисел.

Кроме того, в модификаторах вместо числовых значений ширины поля и точности допускается использовать символ звездочки (*). В этом случае значения ширины и точности будут браться из элементов кортежа, предшествующих форматируемому значению.

 

Пример:

stock = {

'name': 'GOOG',

'shares': 100,

'price':490.10 }

r = '%(shares)d акций компании %(name)s по цене %(price)0.2f' % stock

print (r)

 

Следующий фрагмент демонстрирует, как можно вставить в строку текущие значения переменных. Функция vars() возвращает словарь, содержащий все переменные, определенные к моменту ее вызова.

name = 'Элвуд'

age = 41

r = '%(name)s, возраст %(age)s год' % vars()

print (r)

 

 Форматирование строк с помощью метода str.format()

Метод класса «строка» str.format() позволяет преобразовывать любые типы данных в строковые выражения, управляя их форматированием. (при обращении к конкретному объекту строки вместо str записывается строка, в которую импортируются форматированные данные)

Метод str.format() возвращает новую строку, замещая поля в фигурных скобках {}, соответствующими аргументами. Например:

"The novel '{0}" was published in {1}"'.format("Hard Times", 1854)

"The novel 'Hard Times' was published in 1854"

Если в качестве имени поля используется целое число, оноопределяет порядковый номер аргумента, переданного методу str. format(). Поэтому в данном случае поле с именем 0 было замещено первым аргументом, а поле с именем 1 - вторым аргументом.

Поля могут быть описаны следующими способами:

{имя}

{имя!преобразование}

{имя:формат}

{имя!преобразование:формат}

Имя поля может быть либо номером, либо именем аргумента. Например:

"The {who} was {0} last week".format(12, who="boy")

Результат:

'The boy was 12 last week'

Имена полей могут ссылаться на списки. В подобных случаях для идентификации требуемого элемента можно использовать индексы (но не срезы!):

>>> Двигатели = ["М50Ф", "40ДМ", "Д42", "М507", "2Ч8,5/11"]

>>>"Двигатели {0[1]} и {0[2]} имеют V-образный кривошипно-шатунный механизм с главным и прицепным шатунами.".format(Двигатели)

Результат:

'Двигатели М50Ф и 40ДМ имеют V-образный кривошипно-шатунный механизм с главным и прицепным шатунами.'

Мы можем также обращаться к атрибутам объектов по их именам.

Например, используем константы модулей math и sys:

>>>"Число ПИ {0.pi}. Максимальный индекс кодировки Юникод {1.maxunicode}".format(math, sys)

Результат:

'Число ПИ 3.14159265359. Максимальный индекс кодировки Юникод 65535'

Встроенные типы данных языка Python имеют соответствующие методы (функции), которые при передаче их в качестве аргументов методу str.format() возвращают соответствующую строку для отображения. Поэтому имеется возможность добавить в метод str.format() поддержку собственных типов данных. Кроме того, имеется возможность переопределять обычное поведение встроенных типов данных.

Схема формирования формата

Пример управления выравниванием:

>>>'{0:*<15}".format(18340427) # * символ-заполнитель, выравниваниепо левому краю, минимальная ширина 15

'18340427*******'

>>>"{0:*>15}".format(18340427) # * символ-заполнитель, выравниваниепо правому краю, минимальная ширина 15

'*******18340427'

>>>"{0:*~15}".format(18340427) # * символ-заполнитель, выравнивание по центру, минимальная ширина 15

'***18340427****'

>>>"{0:*~15}".format(-18340427) # * символ-заполнитель, выравниваниепо центру, минимальная ширина 15

'***-18340427***'

Ниже приводится несколько примеров управления выводом знака числа:

>>>"[{0: }] [{1: }]".format(539802, -539802) # пробел или знак "-"

'[ 539802] [-539802]'

>>>"[{0:+}] [{1:+}]".format(539802, -539802) # знак выводится принудительно

'[+539802] [-539802]'

>>>"[{0:-}] [{1:-}]".format(539802, -539802) # знак "-" выводится только при необходимости

'[539802] [-539802]'

Далее следуют два примера использования символов управления типом:

>>>"{0:b} {0:o} {0:x} {0:X}".format(14613198)

'110111101111101011001110 67575316 deface DEFACE'

>>>"{0:#b} {0:#o} {0:#x} {0:#X}".format(14613198)

'0b110111101111101011001110 0o67575316 0xdeface 0XDEFACE'

Для целых чисел невозможно определить максимальную ширину поля вывода, потому что в противном случае это может повлечь необходимость отсечения значащих цифр числа и вывод числа, не имеющего смысла.

Последний символ управления форматом вывода целых чисел и чисел с плавающей точкой - это символ «n». Он близок к символу «d» для целых чисел и к символу «g» для чисел с плавающей точкой. Отличительной особенностью символа «n» является то, что он учитывает региональные настройки, то есть использует характерный для текущего региона символ-разделитель целой и дробной части числа и разделитель разрядов. По умолчанию используется условный регион «С», для которого в качестве разделителя целой и дробной части числа используется точка, а в качестве разделителя разрядов - пустая строка.

Чтобы использовать региональные настройки пользователя, в начале программы в качестве двух первых выполняемых инструкций можно добавить следующие две строки:

import locale

locale.setlocale(locale.LC_ALL, "")

Передавая пустую строку в качестве названия региона, мы тем самым предлагаем интерпретатору попытаться автоматически определить регион пользователя (например, путем определения значения переменной окружения LANG) и перейти на использование региона «С» в случае неудачи.

Пример:

x,y = (1234567890, 1234.56)

locale.setlocale(locale.LC_ALL, "C")

c = "{0:n} {1:n}".format(x, y) #

print (c)

locale.setlocale(locale.LC_ALL, "en_US.UTF-8")

en = "{0:n} {1:n}".format(x, y) #

print (en)

Вывод:

12345678901234.56

1,234,567,8901,234.56

Символ «n» очень удобно использовать с целыми числами, но при выводе чисел с плавающей точкой он имеет ограниченное применение, потому что большие вещественные числа выводятся в экспоненциальной форме.

Для форматирования чисел с плавающей точкой используются те же самые спецификаторы, что и для целых чисел, с двумя отличиями в конце. После необязательного значения минимальной ширины поля вывода можно указать число знаков после десятичной точки, добавив символ точки и целое число.

В самом конце мы можем указать символ типа:

· «е» или «Е» - для вывода числа в экспоненциальной форме,

· «f» - для вывода числа в стандартной форме,

· «g» (или «G») - для вывода числа в «общей» форме, то есть для небольших чисел действует как символ «f», а для очень больших - символ «е» (или «E»),

· «%» - для вывода в процентной форме:

>>>amount = (10** 3) * math.pi

>>>"[{0:12.2е}] [{0:12.2f>]".format(amount)

'[ 3.14e+03] [ 3141.59]'

>>>"[{0:*>12.2е}] [{0»12.2f}]". format(amount)

'[****3.14e+03] 0****3141.59]'

>>>"[{0:*>+12.2е}] [{0:*>+l2.2f}]".format(amount)

'[***+3.14e+03] [****+3141.59]'

В первом примере установлена минимальная ширина поля вывода 12 символов и 2 знака после десятичной точки. Второй пример построен на основе первого и к нему добавлен вывод символа-заполнителя «*». При использовании символа-заполнителя необходимо указывать символ выравнивания, поэтому мы указали выравнивание по правому краю (даже при том, что этот способ выравнивания используется по умолчанию для чисел). Третий пример построен на основе двух предыдущих, в нем добавлен символ «+» управления принудительным выводом знака числа.