面试题：Python中%s与f - string占位符的深入对比

Question

在Python中，除了%s和format占位符，f - string也是常用的字符串格式化方式。请详细分析%s与f - string在数据类型支持、表达式处理能力、代码可读性以及在不同版本Python中的兼容性方面的差异。如果处理大量字符串格式化操作，从性能和代码维护角度考虑，你会优先选择哪一种方式，为什么？

Answer 1

1. 数据类型支持

• %s：
  • 几乎支持所有数据类型，会将数据通过str()方法转换为字符串进行格式化。例如：

num = 123
print('数字：%s' % num)

• 对于一些特殊类型，如datetime对象，也能直接格式化，但不会进行特定的格式化处理，只是简单转为字符串。
• f - string：
  • 同样支持所有数据类型，在处理复杂数据类型时，可以通过调用对象的方法来实现更丰富的格式化。例如，格式化datetime对象：

from datetime import datetime
now = datetime.now()
print(f'当前日期时间：{now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")}')

2. 表达式处理能力

• %s：
  • 基本不支持表达式计算，只能对单个变量进行格式化。例如不能直接在%s占位符内进行计算：

# 以下代码会报错
# num1 = 1
# num2 = 2
# print('结果：%s' % (num1 + num2)) 

• f - string：
  • 支持在花括号内编写表达式，能实时计算并格式化。例如：

num1 = 1
num2 = 2
print(f'结果：{num1 + num2}') 

3. 代码可读性

• %s：
  • 语法相对古老，占位符和变量分离，当格式化内容较多时，代码结构可能不够清晰。例如：

name = 'Alice'
age = 30
print('姓名：%s，年龄：%s' % (name, age))

• 阅读代码时，需要先看占位符，再去后面找对应的变量。
• f - string：
  • 更直观，变量和格式化内容在同一处，逻辑清晰。例如：

name = 'Alice'
age = 30
print(f'姓名：{name}，年龄：{age}')

4. 不同版本Python中的兼容性

• %s：
  • 从Python诞生就存在，在所有Python版本中都可用，兼容性极好。
• f - string：
  • 从Python 3.6开始引入，在3.6之前的版本不支持。

5. 大量字符串格式化操作时的选择及原因

• 性能角度：
  • f - string性能通常优于%s。f - string在编译时就处理了字符串格式化，而%s是在运行时处理，对于大量格式化操作，f - string的编译时优化能减少运行时开销。
• 代码维护角度：
  • 选择f - string。因为其代码可读性更好，结构清晰，在维护代码时，开发人员能更快速理解和修改格式化逻辑。

综上所述，处理大量字符串格式化操作时，优先选择f - string。