掌握Python __format__方法（自定义字符串格式化的强大工具）

基础示例：自定义类的格式化

让我们从一个简单的例子开始。假设我们有一个表示人的类 Person，我们希望在不同场合以不同方式显示这个人的信息。

class Person:    def __init__(self, name, age):        self.name = name        self.age = age    def __format__(self, format_spec):        if format_spec == 'short':            return f"{self.name}"        elif format_spec == 'long':            return f"姓名：{self.name}，年龄：{self.age}岁"        else:            return f"{self.name} ({self.age})"# 使用示例p = Person("张三", 28)print(f"{p}")           # 默认格式print(f"{p:short}")     # 简短格式print(f"{p:long}")      # 详细格式

运行结果：

张三 (28)张三姓名：张三，年龄：28岁

深入理解 format_spec 参数

在上面的例子中，format_spec 是传入的格式说明符（如 'short'）。但实际应用中，格式说明符可能更复杂，比如数字格式中的 '08d'、'.2f' 等。

为了处理更复杂的格式说明符，我们可以借助内置的 str.format() 机制，或者手动解析 format_spec。下面是一个处理数值格式的示例：

class Temperature:    def __init__(self, celsius):        self.celsius = celsius    def __format__(self, format_spec):        # 如果没有指定格式，返回默认字符串        if not format_spec:            return f"{self.celsius}°C"                # 尝试将温度值按指定格式输出        try:            formatted_value = format(self.celsius, format_spec)            return f"{formatted_value}°C"        except ValueError:            # 如果格式无效，回退到默认            return f"{self.celsius}°C"# 使用示例temp = Temperature(23.4567)print(f"{temp}")        # 默认print(f"{temp:.2f}")    # 保留两位小数print(f"{temp:06.2f}")  # 补零，总宽6位

输出：

23.4567°C23.46°C023.46°C

与 __str__ 和 __repr__ 的区别

很多初学者会混淆 __format__、__str__ 和 __repr__。简单来说：

• __str__：用于 str(obj) 或 print(obj)，提供用户友好的字符串表示。
• __repr__：用于 repr(obj)，提供开发者友好的、通常可执行的字符串表示。
• __format__：用于 format(obj, spec) 或 f"{obj:spec}"，支持多种格式输出，灵活性最高。

当没有定义 __format__ 时，Python 会回退到 __str__；如果没有 __str__，则使用 __repr__。

实战：自定义日期格式化类

下面我们创建一个支持多种格式的日期类，展示 __format__ 的强大能力。

from datetime import datetimeclass MyDate:    def __init__(self, year, month, day):        self.year = year        self.month = month        self.day = day    def __format__(self, format_spec):        dt = datetime(self.year, self.month, self.day)                # 支持标准datetime格式        if format_spec in ('iso', 'ISO'):            return dt.strftime('%Y-%m-%d')        elif format_spec == 'us':            return dt.strftime('%m/%d/%Y')        elif format_spec == 'eu':            return dt.strftime('%d/%m/%Y')        elif format_spec == 'full':            return dt.strftime('%A, %B %d, %Y')        else:            # 默认使用 ISO 格式            return dt.strftime('%Y-%m-%d')# 使用示例d = MyDate(2025, 4, 5)print(f"{d}")       # 默认 → 2025-04-05print(f"{d:us}")    # 美国格式 → 04/05/2025print(f"{d:eu}")    # 欧洲格式 → 05/04/2025print(f"{d:full}")  # 完整格式 → Saturday, April 05, 2025

总结

通过本文，你已经掌握了 Python __format__方法 的核心用法。它允许你在面向对象编程中实现自定义字符串格式化，从而让对象在不同上下文中以不同方式呈现。

记住以下要点：

• __format__ 接收一个 format_spec 字符串参数。
• 你可以根据 format_spec 返回不同的字符串表示。
• 它比 __str__ 更灵活，适用于需要多种输出格式的场景。
• 合理使用 __format__ 能显著提升代码的可读性和用户体验。

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