面试题：Python占位符在复杂场景下的综合应用及优化对比

Question

假设你需要处理一个复杂的业务场景，其中涉及到对不同数据结构（如列表、字典嵌套）的数据进行字符串格式化，并需要根据不同条件动态选择不同的占位符方式以达到最佳性能和代码简洁性。请描述你的实现思路，并编写一段示例代码，展示如何在该场景下合理运用%s、format和f - string占位符，同时分析每种占位符在该场景下的优势与不足以及如何进行优化。

Answer 1

实现思路

1. 分析数据结构：首先明确列表、字典嵌套结构中不同层级数据的类型和用途，以便确定合适的格式化方式。
2. 条件判断：根据业务需求，确定不同条件下选择不同占位符的规则。例如，对于简单字符串拼接且性能要求不高的部分，可考虑使用%s；对于需要更灵活替换变量位置和格式化选项的场景，可使用format；而对于Python 3.6+且简洁性要求高的场景，优先使用f-string。
3. 性能与简洁性平衡：在选择占位符时，既要考虑代码的简洁易懂，也要关注性能，避免过度复杂的格式化操作影响运行效率。

示例代码

# 示例数据结构
data = {
    'name': 'John',
    'age': 30,
    'hobbies': ['reading', 'coding']
}

# 使用 %s 占位符
message1 = 'Name: %s, Age: %d' % (data['name'], data['age'])
print(message1)

# 使用 format 占位符
message2 = 'Name: {name}, Age: {age}, Hobbies: {hobbies}'.format(
    name=data['name'], age=data['age'], hobbies=', '.join(data['hobbies'])
)
print(message2)

# 使用 f-string 占位符
message3 = f'Name: {data["name"]}, Age: {data["age"]}, Hobbies: {", ".join(data["hobbies"])}'
print(message3)

占位符优势与不足及优化

1. %s 占位符
   • 优势：简单直观，在Python早期版本就已存在，语法简洁，对于简单的字符串格式化操作代码量少。
   • 不足：占位符类型必须严格匹配，多个占位符时容易出错，不支持复杂的格式化选项和变量位置调整，可读性在复杂场景下较差。
   • 优化：仅用于简单的、少量变量的字符串拼接场景，避免在复杂格式化需求下使用。
2. format 占位符
   • 优势：提供了更灵活的格式化选项，支持通过名称、位置和关键字参数进行占位符替换，可调整变量位置，格式化功能强大。
   • 不足：语法相对复杂，对于简单场景代码量较多，性能相比 f-string 在某些情况下稍差。
   • 优化：在需要灵活格式化和变量替换顺序调整的场景下使用，避免在简单场景过度使用导致代码冗长。
3. f-string 占位符
   • 优势：语法简洁，直接嵌入表达式，可读性强，性能在Python 3.6+版本中较好，尤其适合动态生成字符串且表达式较简单的场景。
   • 不足：Python 3.6 及以上版本才支持，对于复杂的格式化逻辑，可能需要配合其他函数来实现。
   • 优化：在支持的Python版本下，优先用于动态生成字符串且代码简洁性要求高的场景，合理拆分复杂表达式以保持代码可读性。