Python 如何在字符串中插入变量

问题

你想创建一个内嵌变量的字符串，变量被它的值所表示的字符串替换掉。

解决方案

Python并没有对在字符串中简单替换变量值提供直接的支持。 但是通过使用字符串的 format() 方法来解决这个问题。比如：

>>> s = ’{name} has {n} messages.’>>> s.format(name=’Guido’, n=37)’Guido has 37 messages.’>>>

或者，如果要被替换的变量能在变量域中找到， 那么你可以结合使用 format_map() 和 vars() 。就像下面这样：

>>> name = ’Guido’>>> n = 37>>> s.format_map(vars())’Guido has 37 messages.’>>>

vars() 还有一个有意思的特性就是它也适用于对象实例。比如：

>>> class Info:... def __init__(self, name, n):... self.name = name... self.n = n...>>> a = Info(’Guido’,37)>>> s.format_map(vars(a))’Guido has 37 messages.’>>>

format 和 format_map() 的一个缺陷就是它们并不能很好的处理变量缺失的情况，比如：

>>> s.format(name=’Guido’)Traceback (most recent call last): File '<stdin>', line 1, in <module>KeyError: ’n’>>>

一种避免这种错误的方法是另外定义一个含有 __missing__() 方法的字典对象，就像下面这样：

class safesub(dict):'''防止key找不到'''def __missing__(self, key): return ’{’ + key + ’}’

现在你可以利用这个类包装输入后传递给 format_map() ：

>>> del n # Make sure n is undefined>>> s.format_map(safesub(vars()))’Guido has {n} messages.’>>>

如果你发现自己在代码中频繁的执行这些步骤，你可以将变量替换步骤用一个工具函数封装起来。就像下面这样：

import sysdef sub(text): return text.format_map(safesub(sys._getframe(1).f_locals))

现在你可以像下面这样写了：

>>> name = ’Guido’>>> n = 37>>> print(sub(’Hello {name}’))Hello Guido>>> print(sub(’You have {n} messages.’))You have 37 messages.>>> print(sub(’Your favorite color is {color}’))Your favorite color is {color}>>>

讨论

多年以来由于Python缺乏对变量替换的内置支持而导致了各种不同的解决方案。 作为本节中展示的一个可能的解决方案，你可以有时候会看到像下面这样的字符串格式化代码：

>>> name = ’Guido’>>> n = 37>>> ’%(name) has %(n) messages.’ % vars()’Guido has 37 messages.’>>>

你可能还会看到字符串模板的使用：

>>> import string>>> s = string.Template(’$name has $n messages.’)>>> s.substitute(vars())’Guido has 37 messages.’>>>

然而， format() 和 format_map() 相比较上面这些方案而已更加先进，因此应该被优先选择。 使用 format() 方法还有一个好处就是你可以获得对字符串格式化的所有支持(对齐，填充，数字格式化等待)， 而这些特性是使用像模板字符串之类的方案不可能获得的。

本机还部分介绍了一些高级特性。映射或者字典类中鲜为人知的 __missing__() 方法可以让你定义如何处理缺失的值。 在 SafeSub 类中，这个方法被定义为对缺失的值返回一个占位符。 你可以发现缺失的值会出现在结果字符串中(在调试的时候可能很有用)，而不是产生一个 KeyError 异常。

sub() 函数使用 sys._getframe(1) 返回调用者的栈帧。可以从中访问属性 f_locals 来获得局部变量。 毫无疑问绝大部分情况下在代码中去直接操作栈帧应该是不推荐的。 但是，对于像字符串替换工具函数而言它是非常有用的。 另外，值得注意的是 f_locals 是一个复制调用函数的本地变量的字典。 尽管你可以改变 f_locals 的内容，但是这个修改对于后面的变量访问没有任何影响。 所以，虽说访问一个栈帧看上去很邪恶，但是对它的任何操作不会覆盖和改变调用者本地变量的值。

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