Python f-string 格式化字符串完全指南：语法、特性与高级用法

江屿

发布时间：2026-10-14| 6人浏览过

原创

本文深入解析 Python 3.6 引入的 f-string（格式化字符串常量）。文章涵盖其基本语法、表达式求值、引号与大括号处理规则，以及宽度、精度、对齐、千位分隔符等高级格式化功能。通过对比传统 %-formatting 和 str.format()，展示 f-string 在简洁性与性能上的优势，并提供 lambda 表达式和多行字符串等实用技巧。

f-string 简介与核心概念

简介

f-string，全称为格式化字符串常量（formatted string literals），是 Python 3.6 版本中引入的一种全新字符串格式化机制。该特性源自 PEP 498 – Literal String Interpolation，旨在简化字符串格式化的操作流程。在语法形式上，f-string 以 f 或 F 作为前缀修饰符（例如 f'xxx' 或 F'xxx'），并使用大括号 {} 来标识需要被替换的变量或表达式字段。值得注意的是，f-string 在本质上并非静态的字符串常量，而是一个在程序运行期间动态计算求值的表达式。

While other string literals always have a constant value, formatted strings are really expressions evaluated at run time. （与具有恒定值的其它字符串常量不同，格式化字符串实际上是运行时运算求值的表达式。） —— Python Documentation

在功能表现上，f-string 不仅不逊色于传统的 %-formatting 语句和 str.format() 函数，其执行效率更优于这两种方式。同时，f-string 的代码结构更加简洁直观。因此，对于使用 Python 3.6 及后续版本的开发者而言，强烈建议使用 f-string 来处理字符串格式化任务。

f-string 基础用法与表达式

用法

本文内容主要参考了以下权威资料：

Python Documentation – Formatted String Literals

Python Documentation – Format String Syntax

PEP 498 – Literal String Interpolation

Python 3's f-Strings: An Improved String Formatting Syntax (Guide)

python3 f-string格式化字符串的高级用法

Python 3: An Intro to f-strings

简单使用

f-string 利用大括号 {} 来标识替换字段，用户只需将具体的替换内容直接填入大括号中即可。


>>> name = 'Eric'
>>> f'Hello, my name is {name}'
'Hello, my name is Eric'

>>> number = 7
>>> f'My lucky number is {number}'
'My lucky number is 7'

>>> price = 19.99
>>> f'The price of this book is {price}'
'The price of this book is 19.99'

表达式求值与函数调用

在 f-string 的大括号 {} 内部，不仅可以填入变量，还可以直接编写表达式或调用函数。Python 解释器会自动计算这些表达式的结果，并将返回值嵌入到最终的字符串中。


>>> f'A total number of {24 * 8 + 4}'
'A total number of 196'

>>> f'Complex number {(2 + 2j) / (2 - 3j)}'
'Complex number (-0.15384615384615388+0.7692307692307692j)'

>>> name = 'ERIC'
>>> f'My name is {name.lower()}'
'My name is eric'

>>> import math
>>> f'The answer is {math.log(math.pi)}'
'The answer is 1.1447298858494002'

引号、大括号与转义规则

引号、大括号与反斜杠

在 f-string 的大括号内部，所使用的引号类型不能与字符串外部的定界符引号发生冲突。开发者可以根据实际情况灵活切换使用单引号 ' 和双引号 "。


>>> f'I am {"Eric"}'
'I am Eric'
>>> f'I am {'Eric'}'
 File "<stdin>", line 1
  f'I am {'Eric'}'
        ^
SyntaxError: invalid syntax

若单引号 ' 和双引号 " 仍无法满足复杂的嵌套需求，还可以使用三引号 ''' 和三双引号 """ 来定义字符串。


>>> f"He said {"I'm Eric"}"
 File "<stdin>", line 1
  f"He said {"I'm Eric"}"
        ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> f'He said {"I'm Eric"}'
 File "<stdin>", line 1
  f'He said {"I'm Eric"}'
         ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> f"""He said {"I'm Eric"}"""
"He said I'm Eric"
>>> f'''He said {"I'm Eric"}'''
"He said I'm Eric"

大括号外部的引号还可以使用反斜杠 \ 进行转义处理，但需要注意的是，大括号内部不允许使用反斜杠 \ 进行转义。


>>> f'''He\'ll say {"I'm Eric"}'''
"He'll say I'm Eric"
>>> f'''He'll say {"I\'m Eric"}'''
 File "<stdin>", line 1
SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash

如果需要在 f-string 的大括号外部显示字面意义上的大括号，则应输入连续两个大括号 {{ 和 }}。


>>> f'5 {"{stars}"}'
'5 {stars}'
>>> f'{{5}} {"stars"}'
'{5} stars'

前文提到，f-string 大括号内部不能使用反斜杠 \ 进行转义。事实上，f-string 大括号内部根本不允许出现反斜杠 \。如果确实需要处理包含反斜杠 \ 的内容，应首先将包含该反斜杠 \ 的字符串赋值给一个变量，然后在 f-string 的大括号内直接填入该变量名。


>>> f"newline: {ord('\n')}"
 File "<stdin>", line 1
SyntaxError: f-string expression part cannot include a backslash

>>> newline = ord('\n')
>>> f'newline: {newline}'
'newline: 10'

多行字符串处理

多行f-string

f-string 同样支持用于多行字符串的处理。


>>> name = 'Eric'
>>> age = 27
>>> f"Hello!" \
... f"I'm {name}." \
... f"I'm {age}."
"Hello!I'm Eric.I'm 27."
>>> f"""Hello!
...   I'm {name}.
...   I'm {age}."""
"Hello!\n  I'm Eric.\n  I'm 27."

高级格式化：对齐、宽度与精度

自定义格式：对齐、宽度、符号、补零、精度、进制等

f-string 采用 {content:format} 的语法结构来设置字符串格式。其中，content 代表被替换并填入字符串的内容部分，可以是变量、表达式或函数调用等；format 则是具体的格式描述符。当采用默认格式时，无需显式指定 {:format}，如前文示例所示，仅书写 {content} 即可满足基本需求。

关于格式描述符的详细语法规范及具体含义，可查阅 Python 官方文档。此处按照使用频率和逻辑顺序，简要介绍常用格式描述符的功能与作用。

格式描述符	含义与作用
<	左对齐（字符串默认对齐方式）
>	右对齐（数值默认对齐方式）
^	居中

数字符号相关格式描述符

格式描述符	含义与作用
+	负数前加负号（-），正数前加正号（+）
-	负数前加负号（-），正数前不加任何符号（默认）
（空格）	负数前加负号（-），正数前加一个空格

注：仅适用于数值类型。

数字显示方式相关格式描述符

格式描述符	含义与作用
#	切换数字显示方式

注1：仅适用于数值类型。

注2：# 对不同数值类型的作用效果存在差异，具体表现详见下表。

数值类型	不加`#`（默认）	加`#`	区别
二进制整数	`'1111011'`	`'0b1111011'`	开头是否显示 `0b`
八进制整数	`'173'`	`'0o173'`	开头是否显示 `0o`
十进制整数	`'123'`	`'123'`	无区别
十六进制整数（小写字母）	`'7b'`	`'0x7b'`	开头是否显示 `0x`
十六进制整数（大写字母）	`'7B'`	`'0X7B'`	开头是否显示 `0X`

宽度与精度相关格式描述符

格式描述符	含义与作用
`width`	整数 `width` 指定宽度
`0width`	整数 `width` 指定宽度，开头的 `0` 指定高位用 `0` 补足宽度
`width.precision`	整数 `width` 指定宽度，整数 `precision` 指定显示精度

注1：0width 不可用于复数类型和非数值类型，width.precision 不可用于整数类型。注2：width.precision 用于不同格式类型的浮点数、复数时的含义有所不同：当用于 f、F、e、E 和 % 时，precision 指定的是小数点后的位数；而当用于 g 和 G 时，precision 指定的是有效数字的位数（即小数点前位数加上小数点后位数）。注3：width.precision 除浮点数、复数外，还可用于字符串类型。此时，precision 的含义是仅使用字符串中前 precision 位字符。

示例：


>>> a = 123.456
>>> f'a is {a:8.2f}'
'a is  123.46'
>>> f'a is {a:08.2f}'
'a is 00123.46'
>>> f'a is {a:8.2e}'
'a is 1.23e+02'
>>> f'a is {a:8.2%}'
'a is 12345.60%'
>>> f'a is {a:8.2g}'
'a is 1.2e+02'

>>> s = 'hello'
>>> f's is {s:8s}'
's is hello  '
>>> f's is {s:8.3s}'
's is hel   '

千位分隔符相关格式描述符

格式描述符	含义与作用
,	使用,作为千位分隔符
_	使用_作为千位分隔符

注1：若不指定 , 或 _，则 f-string 默认不使用任何千位分隔符。注2：, 仅适用于浮点数、复数与十进制整数。对于浮点数和复数，, 仅分隔小数点前的数位。注3：_ 适用于浮点数、复数与二、八、十、十六进制整数。对于浮点数和复数，_ 仅分隔小数点前的数位；对于二、八、十六进制整数，固定从低位到高位每隔四位插入一个 _（十进制整数则是每隔三位插入一个 _）。

示例：


>>> a = 1234567890.098765
>>> f'a is {a:f}'
'a is 1234567890.098765'
>>> f'a is {a:,f}'
'a is 1,234,567,890.098765'
>>> f'a is {a:_f}'
'a is 1_234_567_890.098765'

>>> b = 1234567890
>>> f'b is {b:_b}'
'b is 100_1001_1001_0110_0000_0010_1101_0010'
>>> f'b is {b:_o}'
'b is 111_4540_1322'
>>> f'b is {b:_d}'
'b is 1_234_567_890'
>>> f'b is {b:_x}'
'b is 4996_02d2'

格式类型相关格式描述符

基本格式类型

格式描述符	含义与作用	适用变量类型
`s`	普通字符串格式	字符串
`b`	二进制整数格式	整数
`c`	字符格式，按unicode编码将整数转换为对应字符	整数
`d`	十进制整数格式	整数
`o`	八进制整数格式	整数
`x`	十六进制整数格式（小写字母）	整数
`X`	十六进制整数格式（大写字母）	整数
`e`	科学计数格式，以 `e` 表示 `×10^`	浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）
`E`	与 `e` 等价，但以 `E` 表示 `×10^`	浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）
`f`	定点数格式，默认精度（`precision`）是6	浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）
`F`	与 `f` 等价，但将 `nan` 和 `inf` 换成 `NAN` 和 `INF`	浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）
`g`	通用格式，小数用 `f`，大数用 `e`	浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）
`G`	与 `G` 等价，但小数用 `F`，大数用 `E`	浮点数、复数、整数（自动转换为浮点数）
`%`	百分比格式，数字自动乘上100后按 `f` 格式排版，并加 `%` 后缀	浮点数、整数（自动转换为浮点数）

常用的特殊格式类型：标准库 datetime 提供的用于排版时间信息的格式类型，适用于 date、datetime 和 time 对象。

格式描述符	含义	显示样例
`%a`	星期几（缩写）	`'Sun'`
`%A`	星期几（全名）	`'Sunday'`
`%w`	星期几（数字，`0` 是周日，`6` 是周六）	`'0'`
`%u`	星期几（数字，`1` 是周一，`7` 是周日）	`'7'`
`%d`	日（数字，以 `0` 补足两位）	`'07'`
`%b`	月（缩写）	`'Aug'`
`%B`	月（全名）	`'August'`
`%m`	月（数字，以 `0` 补足两位）	`'08'`
`%y`	年（后两位数字，以 `0` 补足两位）	`'14'`
`%Y`	年（完整数字，不补零）	`'2014'`
`%H`	小时（24小时制，以 `0` 补足两位）	`'23'`
`%I`	小时（12小时制，以 `0` 补足两位）	`'11'`
`%p`	上午/下午	`'PM'`
`%M`	分钟（以 `0` 补足两位）	`'23'`
`%S`	秒钟（以 `0` 补足两位）	`'56'`
`%f`	微秒（以 `0` 补足六位）	`'553777'`
`%z`	UTC偏移量（格式是 `±HHMM[SS]`，未指定时区则返回空字符串）	`'+1030'`
`%Z`	时区名（未指定时区则返回空字符串）	`'EST'`
`%j`	一年中的第几天（以 `0` 补足三位）	`'195'`
`%U`	一年中的第几周（以全年首个周日后的星期为第0周，以 `0` 补足两位）	`'27'`
`%w`	一年中的第几周（以全年首个周一后的星期为第0周，以 `0` 补足两位）	`'28'`
`%V`	一年中的第几周（以全年首个包含1月4日的星期为第1周，以 `0` 补足两位）	`'28'`

综合示例


>>> a = 1234
>>> f'a is {a:^#10X}'   # 居中，宽度10位，十六进制整数（大写字母），显示0X前缀
'a is  0X4D2  '

>>> b = 1234.5678
>>> f'b is {b:<+10.2f}'  # 左对齐，宽度10位，显示正号（+），定点数格式，2位小数
'b is +1234.57 '

>>> c = 12345678
>>> f'c is {c:015,d}'   # 高位补零，宽度15位，十进制整数，使用,作为千分分割位
'c is 000,012,345,678'

>>> d = 0.5 + 2.5j
>>> f'd is {d:30.3e}'   # 宽度30位，科学计数法，3位小数
'd is      5.000e-01+2.500e+00j'

>>> import datetime
>>> e = datetime.datetime.today()
>>> f'the time is {e:%Y-%m-%d (%a) %H:%M:%S}'  # datetime时间格式
'the time is 2018-07-14 (Sat) 20:46:02'

Lambda 表达式在 f-string 中的应用

lambda表达式

f-string 的大括号内也可以填入 lambda 表达式。然而，由于 lambda 表达式中的 : 会被 f-string 误认为是表达式与格式描述符之间的分隔符，从而引发歧义。为避免此类错误，必须将 lambda 表达式置于括号 () 内部。


>>> f'result is {lambda x: x ** 2 + 1 (2)}'
 File "<fstring>", line 1
  (lambda x)
       ^
SyntaxError: unexpected EOF while parsing

>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2)}'
'result is 5'
>>> f'result is {(lambda x: x ** 2 + 1) (2):<+7.2f}'
'result is +5.00 '

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