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55.27MB · 2025-11-20
面向零基础，一次搞懂 Python 字符串的创建、拼接与格式化；对比 +、join（连接）、f-string（格式化字符串）的可读性与性能，给出避坑与实战范式，帮你写出更快且清晰的代码。
n 换行、t 制表符；原始字符串（raw string，原始字符串）用 r"..."Must（必做实践）｜依赖：Python 3.8+（本概念在本文档某处有详细介绍）
目的：用一个最小示例快速对比三件事——
name = "Alice"
age = 20
# 创建：三种常见字面量写法（单引号、双引号、三引号多行）
s1 = 'hello'
s2 = "python"
s3 = '''支持多行n文本'''
# 拼接（小量）：片段很少时可读性好
hello = "Hello, " + name
# 拼接（批量）：容器里已有多段文本时优先使用 join（连接），CSV（逗号分隔值）
csv = ",".join(["a", "b", "c"]) # 结果为 "a,b,c"
# 格式化（推荐）：f-string（格式化字符串）语法简单、可读性强
msg = f"{name} is {age} years old"
print(hello) # 打印小量拼接结果
print(csv) # 打印批量拼接结果
print(msg) # 打印格式化结果
输出结果：
Hello, Alice
a,b,c
Alice is 20 years old
️ Should（建议实践）｜依赖：任意 Python 3 版本
'abc'、"abc"（功能等价）'''多行'''、"""多行""" 支持多行与内嵌换行r"C:\path" 保留反斜杠语义"ab" * 3 -> "ababab"# 原始字符串（raw string，原始字符串）：保留反斜杠语义，避免转义混乱
path = r"C:UsersAliceDesktop"
# 三引号：更易书写多行文本，字符串内部包含换行符
doc = """标题n- 项目 An- 项目 B"""
print(path)
print(doc)
输出结果：
C:UsersAliceDesktop
标题
- 项目 A
- 项目 B
️ Should（建议实践）｜依赖：Python 3.7+；批量示例需基础容器
str.join(iterable) 将可迭代对象中的多个“字符串元素”按“分隔符字符串”连接为一个新字符串。"分隔符".join(字符串序列)，返回新字符串；原序列不变。TypeError。+ 产生中间对象。""。示例（含非字符串元素的修正）：
nums = [1, 2, 3]
# 错误：元素非字符串会报错
# ",".join(nums)
# 正确：先转字符串再 join
fixed = ",".join(map(str, nums))
print(fixed)
输出结果：
1,2,3
+ 与 +=（小量拼接）简介：+ 适合少量一次性拼接；+= 在循环内会产生大量中间对象导致性能下降，仅在次数很少时使用。
a = "Hello"
b = "World"
# 小量片段：使用 + 可读性直观
res = a + ", " + b # 生成 "Hello, World"
# 循环拼接警示：+= 在大量循环下会生成中间对象，性能差
s = ""
for i in range(3):
s += str(i)
print(res)
print(s)
输出结果：
Hello, World
012
适用：片段很少、一次性构造。缺点：大量循环会产生中间对象，性能差。
str.join(iterable)（批量高效）简介：由“分隔符字符串”调用 join，把“可迭代里的字符串元素”连接为新字符串。规则：元素必须是字符串；适合批量（先收集到 list（列表），末端一次 join）。
parts = ["id", "name", "score"] # list（列表）
line = ",".join(parts) # 将列表高效拼接为 "id,name,score"
print(line)
输出结果：
id,name,score
适用：已在容器（list、tuple）中的多段文本；性能与可读性兼顾，是批量拼接首选。
简介：当拼接中包含变量/表达式或需要同时控制格式时，用 f-string 令模板更清晰；必要时再与 join 结合使用。
user = "alice"
cnt = 5
msg = f"user={user}, count={cnt}" # 在模板中直接嵌入变量/表达式
print(msg)
输出结果：
user=alice, count=5
适用：变量多、含表达式、需高可读性场景；Python 3.6+。
Must（必做实践）｜依赖：f-string 需 Python 3.6+；建议 3.8+
f-string 是什么（定义与要点）：
f/F，在花括号 {} 内直接写表达式，运行时求值并格式化插入。{expr=}。性能更新：Python 3.12/3.13 对 f-string 做了优化，格式化更快（详见参考资料中的 “What’s New”）。!s 使用 str()、!r 使用 repr()、!a 使用 ascii()。f 开头或用括号包裹多段相邻 f-string。用途与差异（将表达式转换为字符串插入前的“表示形式（representation（表示形式））选择”）：
!s 等价 str(x)：给人看的友好文本表示，适合日志面向用户的输出。!r 等价 repr(x)：给开发者看的精确表示，常含引号与转义，便于调试与还原对象。!a 等价 ascii(x)：将非 ASCII（美国信息交换标准代码）字符转义为 x/u 序列，便于跨终端/编码安全显示。最小示例：
value = "中文Ω"
print(f"!s={value!s}") # 走 str：原样友好输出
print(f"!r={value!r}") # 走 repr：带引号，转义更严格
print(f"!a={value!a}") # 走 ascii：非 ASCII 转义
输出结果（不同环境显示略有差异，这里给出常见表现）：
!s=中文Ω
!r='中文Ω'
!a='u4e2du6587u03a9'
与对象的 __str__/__repr__（魔术方法）关系：
class User:
def __init__(self, name):
self.name = name
def __str__(self): # 面向用户的可读表示
return f"User<{self.name}>"
def __repr__(self): # 面向开发者、可用于还原的精确表示
return f"User(name={self.name!r})"
u = User("alice")
print(f"{u!s}") # 调用 __str__ -> User<alice>
print(f"{u!r}") # 调用 __repr__ -> User(name='alice')
何时使用：
!s!r!a常见注意点：
!s/!r/!a 仅决定“表达式转字符串”的方式，不影响后续“格式说明”（如 :.2f）对数值的格式控制。__str__/__repr__，Python 会继承默认实现；!r 依然更偏向“精确与可调试”。示例（表达式、转换标志、自描述输出）：
name = "Alice"
score = 95.25
print(f"{name.upper()} -> {score:.1f}") # 表达式与格式说明
print(f"{name!r}") # !r 使用 repr
value = 42
print(f"{value=}") # 3.8+ 自描述输出
输出结果：
ALICE -> 95.3
'Alice'
value=42
补充示例：格式说明常见用法（小数位、千分位、!r）
pi = 3.1415926
print(f"pi≈{pi:.2f}") # :.2f 保留 2 位小数
print(f"{1000:,}") # :, 千位分隔符
name = "Alice"
print(f"{name!r}") # !r 使用 repr 表示，开发者友好
输出结果：
pi≈3.14
1,000
'Alice'
优点：最简洁、可读性强、支持表达式与格式说明；缺点：依赖 Python 3.6+。
str.format()（兼容性好）简介：str.format() 使用占位符 {} 与“格式迷你语言”控制输出格式，兼容性好、易于与字典/命名参数组合使用。
tmpl = "{user} scored {score:.1f}"
print(tmpl.format(user="alice", score=95.0)) # 关键字参数 + 精度控制
# 位置/关键字混用：同时使用位置与命名字段
print("{0} -> {name}".format("id001", name="alice"))
输出结果：
alice scored 95.0
id001 -> alice
优点：灵活、兼容 Py3 全系；缺点：语法相对冗长。
% formatting，历史兼容）简介：早期格式化方式，使用 % 与类型占位符（如 %s/%d/%f）。优点是老项目中广泛存在；缺点是占位类型易错、可读性一般，不建议在新代码中继续使用。
print("%s is %d years" % ("Alice", 20)) # %s 字符串占位，%d 整数占位
print("%.2f" % 3.14159) # %.2f 保留 2 位小数
输出结果：
Alice is 20 years
3.14
优点：老代码常见；缺点：类型占位符易错、可读性一般，除维护存量代码外不推荐新增。
Could（可选实践）｜依赖：基础基准测试认知
如何阅读：按场景选策略——少量拼接重可读性（+ 或 f-string）、批量拼接收集到 list 后一次性 join、复杂格式用 f-string 指定格式。
| 需求 | 首选 | 备选 |
|---|---|---|
| 少量一次性拼接 | + / f-string | str.format() |
| 批量拼接（列表已有片段） | "".join(list) | f-string 循环收集到 list 后再 join |
| 复杂版式（含格式控制） | f-string | str.format() |
| 维护旧代码 | % 格式化 | 逐步迁移到 f-string |
提示：循环内高频拼接优先积累到 list，最后 "".join(list) 一次成串。
Must（必做实践）｜依赖：Python 3.7+；按示例运行校验
本节先给出“容易犯错的写法”，再给出“等价且更优的正确写法”，并提供对应输出，方便对照验证。
# 错误：在循环里频繁用 + 叠加（性能差）
s = ""
for i in range(5):
s += str(i)
print(s)
# 正确：收集后一次性 join（性能更优）
s2 = "".join(str(i) for i in range(5))
print(s2)
输出结果：
01234
01234
路径转义与显示差异：Windows（操作系统）路径中的 t 容易被解释为制表符；原始字符串或双反斜杠可避免该问题。
# 错误：混用引号造成转义混乱（t 被解释为制表符）
path_bad = "C:\Users\Alice\Desktop\newt.txt"
print(path_bad) # 实际为 t 转义
# 正确：原始字符串或双反斜杠
path_ok1 = r"C:\Users\Alice\Desktop\new\t.txt"
path_ok2 = "C:\Users\Alice\Desktop\new\t.txt"
print(path_ok1)
print(path_ok2)
输出结果（不同终端可能对制表符显示不同，这里展示常见表现）：
C:UsersAliceDesktopnew .txt
C:\Users\Alice\Desktop\new\t.txt
C:\Users\Alice\Desktop\new\t.txt
# 对比：三种格式化
name, score = "Alice", 95.5
_a = f"{name} scored {score:.1f}" # 推荐
_b = "{n} scored {s:.1f}".format(n=name, s=score)
_c = "%s scored %.1f" % (name, score) # 维护旧代码
print(_a)
print(_b)
print(_c)
输出结果：
Alice scored 95.5
Alice scored 95.5
Alice scored 95.5
️ Should（建议实践）｜依赖：能阅读 Mermaid（人机可读流程图）
如何使用本图：先判断拼接片段数量与是否需要格式控制，再据箭头选择对应手段；必要时组合（收集 + join，输出用 f-string）。
graph TD
A[确定需求] --> B{拼接片段数量}
B -- 少量 --> C[用 f-string 或 +]
B -- 批量 --> D[收集到 list 再 join]
A --> E{是否需要复杂格式}
E -- 是 --> F[优先 f-string 指定格式]
E -- 否 --> G[保持简单]
F --> H[循环内避免频繁 +]
D --> H
style C fill:#e1f5fe,stroke:#0288d1
style D fill:#e8f5e9,stroke:#388e3c
style F fill:#fff3e0,stroke:#f57c00
️ Should（建议实践）｜依赖：完成上文 Must 章节练习
+、join、f-string 三件套；完成 3 个练习（CSV 行拼接、路径字符串、成绩单格式化）Won’t（了解即可）｜依赖：可联网访问官方站点
+/f-string，批量用 "".join(list)；3) 格式化：优先 f-string，兼顾 str.format()；4) 循环内避免 +，末端一次性 join。+ 改为“收集到 list 后一次性 join”加油，未来的 Python 专家！ 把握“少量 f-string、批量 join”的黄金法则，你的代码会更快更清晰。
厦门工学院人工智能创作坊 -- 郑恩赐
2025 年 10 月 30 日
