f-string，亦稱爲格式化字串常數（formatted string literals），是Python3.6新引入的一種字串格式化方法，該方法源於PEP 498 – Literal String Interpolation，主要目的是使格式化字串的操作更加簡便。f-string在形式上是以 f 或 F 修飾符引領的字串（f'xxx'或 F'xxx'），以大括號 {} 標明被替換的欄位；f-string在本質上並不是字串常數，而是一個在執行時運算求值的表達式：

While other string literals always have a constant value, formatted strings are really expressions evaluated at run time. 
（與具有恆定值的其它字串常數不同，格式化字串實際上是執行時運算求值的表達式。） 
—— Python Documentation

f-string在功能方面不遜於傳統的%-formatting語句和str.format()函數，同時效能又優於二者，且使用起來也更加簡潔明瞭，因此對於Python3.6及以後的版本，推薦使用f-string進行字串格式化。

用法

此部分內容主要參考以下資料：

• 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格式化字串的高階用法
• Python 3: An Intro to f-strings

簡單使用

f-string用大括號 {} 表示被替換欄位，其中直接填入替換內容：

>>> 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'

• 表達式求值與函數呼叫

f-string的大括號 {} 可以填入表達式或呼叫函數，Python會求出其結果並填入返回的字串內：

>>> 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'

• 引號、大括號與反斜槓

f-string大括號內所用的引號不能和大括號外的引號定界符衝突，可根據情況靈活切換 ' 和 "：

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

• 若 ' 和 " 不足以滿足要求，還可以使用 ''' 和 """：

>>> 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"

• 大括號外的引號還可以使用 \ 跳脫，但大括號內不能使用 \ 跳脫：

>>> 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

• f-string大括號外如果需要顯示大括號，則應輸入連續兩個大括號 {{ 和 }}：

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

• 上面提到，f-string大括號內不能使用 \ 跳脫，事實上不僅如此，f-string大括號內根本就不允許出現 \。如果確實需要 \，則應首先將包含 \ 的內容用一個變數表示，再在f-string大括號內填入變數名：

>>> 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f-string

f-string還可用於多行字串：

>>> 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."

• 自定義格式：對齊、寬度、符號、補零、精度、進位制等

f-string採用 {content:format} 設定字串格式，其中 content 是替換並填入字串的內容，可以是變數、表達式或函數等，format是格式描述符。採用預設格式時不必指定 {:format}，如上面例子所示只寫 {content} 即可。

關於格式描述符的詳細語法及含義可查閱Python官方文件，這裏按使用時的先後順序簡要介紹常用格式描述符的含義與作用：

對齊相關格式描述符

數位符號相關格式描述符

注：僅適用於數值型別。

數位顯示方式相關格式描述符

注1：僅適用於數值型別。 
注2：# 對不同數值型別的作用效果不同，詳見下表：

寬度與精度相關格式描述符

注1：0width 不可用於複數型別和非數值型別，width.precision 不可用於整數型別。 
注2：width.precision 用於不同格式型別的浮點數、複數時的含義也不同：用於 f、F、e、E 和 % 時 precision 指定的是小數點後的位數，用於 g 和 G 時 precision 指定的是有效數位位數（小數點前位數+小數點後位數）。 
注3：width.precision 除浮點數、複數外還可用於字串，此時 precision 含義是隻使用字串中前 precision 位字元。

範例：

>>> 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     '

• 千位分隔符相關格式描述符

注1：若不指定 , 或 _，則f-string不使用任何千位分隔符，此爲預設設定。 
注2：, 僅適用於浮點數、複數與十進制整數：對於浮點數和複數，, 只分隔小數點前的數位。 
注3：_ 適用於浮點數、複數與二、八、十、十六進制整數：對於浮點數和複數，_ 只分隔小數點前的數位；對於二、八、十六進制整數，固定從低位到高位每隔四位插入一個 _（十進制整數是每隔三位插入一個 _）。

範例：

>>> 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'

• 格式型別相關格式描述符

基本格式型別

常用的特殊格式型別：標準庫 datetime 給定的用於排版時間資訊的格式型別，適用於 date、datetime 和 time 物件

綜合範例

>>> a = 1234
>>> f'a is {a:^#10X}'      # 居中，寬度10位，十六進制整數（大寫字母），顯示0X字首
'a is   0X4D2   '
 
>>> b = 1234.5678
>>> f'b is {b:<+10.2f}'    # 左對齊，寬度10位，顯示正號（+），定點數格式，2位小數
'b is +1234.57  '
 
>>> c = 12345678
>>> f'c is {c:015,d}'      # 高位補零，寬度15位，十進制整數，使用,作爲千分分割位
'c is 000,012,345,678'
 
>>> d = 0.5 + 2.5j
>>> f'd is {d:30.3e}'      # 寬度30位，科學計數法，3位小數
'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時間格式
'the time is 2018-07-14 (Sat) 20:46:02'

• lambda表達式

f-string大括號內也可填入lambda表達式，但lambda表達式的 : 會被f-string誤認爲是表達式與格式描述符之間的分隔符，爲避免歧義，需要將lambda表達式置於括號 () 內：

>>> 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  '