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毫無(wú)疑問(wèn)，Python 是一門(mén)強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言。強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言。強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言！

創(chuàng)新互聯(lián)公司于2013年成立，是專(zhuān)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)公司，擁有項(xiàng)目網(wǎng)站建設(shè)、成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)網(wǎng)站策劃，項(xiàng)目實(shí)施與項(xiàng)目整合能力。我們以讓每一個(gè)夢(mèng)想脫穎而出為使命，1280元懷化做網(wǎng)站,已為上家服務(wù),為懷化各地企業(yè)和個(gè)人服務(wù),聯(lián)系電話(huà):18982081108

這就意味著，不同類(lèi)型的對(duì)象通常需要先做顯式地類(lèi)型轉(zhuǎn)化， 然后才能進(jìn)行某些操作。

下面以字符串和數(shù)字為例，看看強(qiáng)行操作會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果：

 
 
 
 

  
  
  
  
>>> "Python貓" + 666
  
  
  
  
Traceback (most recent call last):
  
  
  
  
  File "", line 1, in 
  
  
  
  
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str
 
 
 
 

它報(bào)類(lèi)型錯(cuò)誤了(TypeError)，說(shuō)字符串只能連接(concatenate)字符串，不能連接 int 類(lèi)型。 這正是強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言的基本約束。

但是，如果我們先把數(shù)字“轉(zhuǎn)化”成字符串類(lèi)型，再執(zhí)行“+”操作，就不會(huì)報(bào)錯(cuò)了：

 
 
 
 

  
  
  
  
>>> "Python貓" + str(666)
  
  
  
  
'Python貓666'
 
 
 
 

上面的這個(gè)例子，對(duì)讀者們來(lái)說(shuō)，應(yīng)該并不難理解。

由此，我們要引出一個(gè)問(wèn)題：如何在不作顯式類(lèi)型轉(zhuǎn)化的情況下，進(jìn)行字符串與數(shù)字類(lèi)型的拼接呢?

在《詳解Python拼接字符串的七種方式》這篇文章中，它梳理了七種拼接字符串的寫(xiě)法，我們可以逐個(gè)來(lái)試驗(yàn)一下。

幾種字符串拼接方式：

1、格式化類(lèi)：%、format()、template

2、拼接類(lèi)：+、()、join()

3、插值類(lèi)：f-string

為了節(jié)省篇幅，此處直接把可以順利拼接的 4 種寫(xiě)法羅列如下：

 
 
 
 

  
  
  
  
>>> "%s %d" % ("Python貓", 666)
  
  
  
  
'Python貓 666'
  
  
  
  

  
  
  
  
>>> from string import Template
  
  
  
  
>>> s = Template('${s1}${s2}')
  
  
  
  
>>> s.safe_substitute(s1='Python貓',s2=666)
  
  
  
  
'Python貓666'
  
  
  
  

  
  
  
  
>>> "Python貓{}".format(666)
  
  
  
  
'Python貓666'
  
  
  
  

  
  
  
  
>>> num = 666
  
  
  
  
>>> f"Python貓{num}"
  
  
  
  
'Python貓666'
 
 
 
 

第一種寫(xiě)法(即 % 格式化)來(lái)自古老的 C 語(yǔ)言，其中的“%d”是一個(gè)占位符，表示它將要接收一個(gè)整數(shù)，并格式化成字符串。

第二和第三種寫(xiě)法，它們是第一種寫(xiě)法的升級(jí)版，不同的是，它們的占位符是通用型的，不必指定“%s”、“%d”等等明確的類(lèi)型。這兩種寫(xiě)法中，數(shù)字類(lèi)型的參數(shù)被傳給特定的格式化方法(即 safe_substitute 與 format)，在這些方法的內(nèi)部，它們會(huì)作類(lèi)型轉(zhuǎn)化處理。

可以說(shuō)，上述三種寫(xiě)法都不難理解，它們的意圖都有跡可循。

但是，現(xiàn)在再看看最后一種寫(xiě)法，也就是 f-string 寫(xiě)法，似乎就不是那么明顯了。

首先，在字符串內(nèi)部，它并沒(méi)有像“%格式化”那樣指定占位符的類(lèi)型;其次，所要拼接的數(shù)字并沒(méi)有作為任何函數(shù)的參數(shù)來(lái)傳遞。

也就是說(shuō)，在明面上根本看不出任何要作類(lèi)型轉(zhuǎn)化的意圖。但是，由于我們已知 Python 是強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言，已知數(shù)字類(lèi)型絕對(duì)不可能直接拼接到字符串里，因此，只能說(shuō)明 f-string 語(yǔ)法在底層作了某種類(lèi)型轉(zhuǎn)化的操作!

那么，我們就可以再提出一個(gè)新的問(wèn)題：f-string 語(yǔ)法在處理字符串與數(shù)字時(shí)，是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字的類(lèi)型轉(zhuǎn)化的呢?

也許有的讀者會(huì)猜想它是調(diào)用了內(nèi)置的 str() 或 repr()(或它們對(duì)應(yīng)的魔術(shù)方法__str__() 與 __repr__())，從而實(shí)現(xiàn)類(lèi)型轉(zhuǎn)化，但是，答案并沒(méi)有如此簡(jiǎn)單!

f-string 語(yǔ)法是在 Python 3.6 版本引入的。為了省事，我們直接找到 PEP-498 文檔，在里面查閱看是否有關(guān)于實(shí)現(xiàn)原理的線索。

文檔地址：https://www.python.org/dev/peps/pep-0498

PEP 里提到f-string 的語(yǔ)法格式是這樣的：

 
 
 
 

  
  
  
  
f' {    }  ...'
 
 
 
 

其中，花括號(hào)里的內(nèi)容就是要作格式化的內(nèi)容，除去可選的“optional”部分后，“expression”部分就是真正要處理的內(nèi)容。對(duì)應(yīng)前文的例子，數(shù)字 666 就是一個(gè) expression。

expression 會(huì)按 __format__ 協(xié)議進(jìn)行格式化，但是并不會(huì)直接調(diào)用 __format__() 這個(gè)方法。

文檔上指出，實(shí)際的執(zhí)行過(guò)程等效于type(value).__format__(value, format_spec)或者 format(value, format_spec) 。

事實(shí)上，字符串對(duì)象的 foramt() 方法跟 Python 內(nèi)置的 foramt() 函數(shù)，它們都會(huì)調(diào)用__format__() 魔術(shù)方法，所以，f-string 其實(shí)是前文中 format() 格式化寫(xiě)法的升級(jí)版。

在默認(rèn)情況下，format_spec 是一個(gè)空字符串，而format(value, "") 的效果等同于str(value) ，因此，在不指定其它 format_spec 的情況下，可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為 f-string 就是調(diào)用了 str() 來(lái)作的類(lèi)型轉(zhuǎn)化……

至此，我們看到了 f-string 的實(shí)現(xiàn)原理，明白了它在拼接字符串與數(shù)字時(shí)，效果等效于前文的 format() 格式化方法，也等效于使用 str() 進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)化。

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文章標(biāo)題：為什么Python的f-string可以連接字符串與數(shù)字？
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