「Python教案」字符串格式化操作

课程目标

1．知识目标

1. 能够正确使用%、str.format()以及f-string进行数据格式化。
2. 能够分析不同格式化方法的适用场景及优缺点等。
3. 能够利用格式化控制符，例如对齐、宽度、精度、进制转换等进行格式化控制。

2．能力目标

1. 能够根据需求选择合适的字符串格式化方法，编写高效、可维护的代码。
2. 能够调试并解决格式化操作中的常见错误，例如参数不匹配、转义冲突等。

3．思政目标

1. 根据代码规范性与可读性要求，培养严谨细致的工匠精神。
2. 结合实际案例，强化“技术服务于社会”的职业责任感。

教学内容

1．字符串格式化概念

字符串格式化是将变量或值插入到字符串中的过程。

2．三种格式化方法

（1）%格式化

（2）str.format()

（3）f-string

3．格式化控制符

格式化控制允许将精确控制变量在字符串中的显示方式，包括数字精度、对齐、填充等。

重点分析

难点分析

教学活动设计

概念引入

1．字符串格式化概念

字符串格式化就好比“填空题”，预先写好模板，动态填入答案。

示例：

# 模板：姓名：___，年龄：___岁
name = "张三"
age = 20
print(f"姓名：{name}，年龄：{age}岁")  # 输出：姓名：张三，年龄：20岁

字符串格式化是将变量或值插入到字符串中的过程。

2．三种格式化方法

1. %格式化

name = "Alice"
age = 25
print("Hello, %s. You are %d years old." % (name, age)) # 输出：Hello, Alice. You are 25 years old.

常用格式说明符：

• %s：字符串
• %d：十进制整数
• %f：浮点数
• %x：十六进制整数

1. str.format()

name = "Alice"
age = 25
print("Hello, {}. You are {} years old.".format(name, age)) # 输出：Hello, Alice. You are 25 years old.
print("Hello, {1}. You are {0} years old.".format(age, name))   # 输出：Hello, Alice. You are 25 years old.
print("Hello, {name}. You are {age} years old.".format(name="Alice", age=25))   # 输出：Hello, Alice. You are 25 years old.

1. f-string

name = "Alice"
age = 25
print(f"Hello, {name}. You are {age} years old.")   # 输出：Hello, Alice. You are 25 years old.
print(f"Next year you will be {age + 1} years old.") # 输出：Next year you will be 26 years old.

f-strings特点：

• 在字符串前加f或F
• 可以直接在花括号内写表达式
• 执行速度快，可读性好

3．格式化控制符

格式化控制允许将精确控制变量在字符串中的显示方式，包括数字精度、对齐、填充等。

1. 浮点精度控制

pi = 3.1415926535
# 保留2位小数
print(f"Pi: {pi:.2f}")  # 输出: Pi: 3.14
# 保留4位小数
print(f"Pi: {pi:.4f}")  # 输出: Pi: 3.1416

1. 整数格式化

number = 42
# 十进制
print(f"Decimal: {number:d}")  # 输出: Decimal: 42
# 二进制
print(f"Binary: {number:b}")  # 输出: Binary: 101010
# 十六进制
print(f"Hex: {number:x}")  # 输出: Hex: 2a
# 八进制
print(f"Octal: {number:o}")  # 输出: Octal: 52

1. 对齐与填充

text = "Hello"
number = 123
# 右对齐，宽度10，用空格填充
print(f"'{text:>10}'")    # 输出: '     Hello'
# 左对齐，宽度10
print(f"'{text:<10}'")    # 输出: 'Hello     '
# 居中对齐，宽度10
print(f"'{text:^10}'")    # 输出: '  Hello   '
# 用特定字符填充
print(f"'{text:*^10}'")   # 输出: '**Hello***'
print(f"'{number:0>6}'")  # 输出: '000123'

1. 千位分隔符

large_number = 1234567890
print(f"{large_number:,}")  # 输出: 1,234,567,890

1. 百分比显示

ratio = 0.756
print(f"{ratio:.1%}")  # 输出: 75.6%

1. 科学计数法

small_number = 0.000000123
print(f"{small_number:.2e}")  # 输出: 1.23e-07

1. 日期时间格式化

from datetime import datetime
now = datetime.now()
# 日期格式化
print(f"{now:%Y-%m-%d}")  # 输出：2025-06-01
print(f"{now:%H:%M:%S}")  # 输出: 11:31:32
print(f"{now:%A, %B %d, %Y}")  # 输出: Sunday, June 01, 2025

1. 嵌套格式化

width = 10
precision = 2
value = 12.34567
print(f"{value:{width}.{precision}f}")  # 输出: '     12.35'

1. 符号显示

positive = 123
negative = -123
print(f"{positive:+}")  # 输出: +123
print(f"{negative:+}")  # 输出: -123
print(f"{positive: }")  # 输出: ' 123' (正数前加空格)

1. 数字进制前缀

print(f"{42:#b}")  # 输出: 0b101010
print(f"{42:#x}")  # 输出: 0x2a
print(f"{42:#o}")  # 输出: 0o52

案例解析

案例：生成工资条

name = "Charlie"
basic_salary = 12000
bonus = 3000
total = basic_salary + bonus
print(f"{'Name':<10}{'Basic':>10}{'Bonus':>10}{'Total':>10}")
print(f"{name:<10}{basic_salary:>10}{bonus:>10}{total:>10.2f}")

运行结果

Name           Basic     Bonus     Total
Charlie        12000      3000  15000.00

常见错误

错误：%格式化中参数顺序错误。

# 错误：参数顺序与%符号不匹配
print("Name: %s, Age: %d" % (25, "Alice"))  # 报错
# 正确：参数顺序需一致
print("Name: %s, Age: %d" % ("Alice", 25))

错误：f-string中直接调用函数（需提前计算）。

# 错误：f-string中直接调用耗时函数import time
print(f"Current time: {time.sleep(1)}")  # 阻塞1秒，无返回值
# 正确：提前计算结果
current_time = time.time()
print(f"Current time: {current_time}")

运行结果

Current time: None

Current time: 1748790701.306868

课堂练习

练习：格式化输出学生信息（姓名、学号、成绩，成绩保留1位小数）。

name = "王五"
student_id = "2023001"
score = 88.75
print(f"姓名：{name}，学号：{student_id}，成绩：{score:.1f}")

运行结果

姓名：王五，学号：2023001，成绩：88.8

练习：生成表格（姓名左对齐，工资右对齐，宽度10）。

name = "赵六"
salary = 12000.5
print(f"{'姓名':<10}{'工资':>10}")  # 表头
print(f"{name:<10}{salary:>10.2f}")  # 数据行

运行结果

姓名                工资

赵六          12000.50

练习：生成百分比字符串（如"Completion: 75.00%"）。

progress = 0.75
print(f"Completion: {progress * 100:.2f}%")

运行结果

Completion: 75.00%

课后作业

作业：编写程序，输入商品名称、单价、数量，输出格式化的小票（总价保留2位小数）。

product = "笔记本"
price = 39.99
quantity = 2
total = price * quantity
print(f"商品：{product}，单价：{price:.2f}，数量：{quantity}，总价：{total:.2f}")

运行结果

商品：笔记本，单价：39.99，数量：2，总价：79.98

考核设计

1．过程性考核（40%）

1. 课堂练习的完成程度（20%）
2. 编写代码的规范性与添加注释的规范性（10%）
3. 参与小组讨论和解决问题的能力（10%）

2．终结性考核（60%）

1. 理论测试（20%）：
2. 综合项目（40%）：

理论测试：

填空题：f"Value: {3.14159:.2f}"中，.2f表示______。

答案：保留2位小数。

选择题：以下哪种方法性能最高？

A．%格式化    B．str.format()    C．f-string

答案：C

简答题：简述str.format()与f-string的适用场景。

答案：str.format()适用于兼容旧版Python或动态字段名；f-string适用于Python 3.6+且追求性能与可读性。

综合项目：

编写程序，已知商品名称为"Apple"、单价为5.99、数量为3，输出格式化的小票（总价保留2位小数）。

输出结果：

Product: Apple, Price: 5.99, Quantity: 3, Total: 17.97

参考答案：

product = "Apple"
price = 5.99
quantity = 3
total = price * quantity
print(f"Product: {product}, Price: {price:.2f}, Quantity: {quantity}, Total: {total:.2f}")