python小人画爱心_用Python画一颗心、小人发射爱心（附源码）

本文出自“Python为什么”系列&＃xff0c;归档在 Github 上&＃xff1a;https://github.com/chinesehuazhou/python-whydo

毫无疑问&＃xff0c;Python 是一门强类型语言。强类型语言。强类型语言&＃xff01;(关于强弱类型话题&＃xff0c;推荐阅读这篇 技术科普文)

这就意味着&＃xff0c;不同类型的对象通常需要先做显式地类型转化&＃xff0c; 然后才能进行某些操作。

下面以字符串和数字为例&＃xff0c;看看强行操作会产生什么结果&＃xff1a;

>>>"Python猫" &＃43; 666

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in

TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

它报类型错误了(TypeError)&＃xff0c;说字符串只能连接(concatenate)字符串&＃xff0c;不能连接 int 类型。 这正是强类型语言的基本约束。

但是&＃xff0c;如果我们先把数字“转化”成字符串类型&＃xff0c;再执行“&＃43;”操作&＃xff0c;就不会报错了&＃xff1a;

>>>"Python猫" &＃43; str(666)

&＃39;Python猫666&＃39;

上面的这个例子&＃xff0c;对读者们来说&＃xff0c;应该并不难理解。

由此&＃xff0c;我们要引出一个问题&＃xff1a;如何在不作显式类型转化的情况下&＃xff0c;进行字符串与数字类型的拼接呢&＃xff1f;

在《详解Python拼接字符串的七种方式》这篇文章中&＃xff0c;它梳理了七种拼接字符串的写法&＃xff0c;我们可以逐个来试验一下。

几种字符串拼接方式&＃xff1a;

1、格式化类&＃xff1a;%、format()、template

2、拼接类&＃xff1a;&＃43;、()、join()

3、插值类&＃xff1a;f-string

为了节省篇幅&＃xff0c;此处直接把可以顺利拼接的 4 种写法罗列如下&＃xff1a;

>>>"%s %d" % ("Python猫", 666)

&＃39;Python猫 666&＃39;

>>>from string import Template

>>>s &＃61; Template(&＃39;${s1}${s2}&＃39;)

>>>s.safe_substitute(s1&＃61;&＃39;Python猫&＃39;,s2&＃61;666)

&＃39;Python猫666&＃39;

>>>"Python猫{}".format(666)

&＃39;Python猫666&＃39;

>>>num &＃61; 666

>>>f"Python猫{num}"

&＃39;Python猫666&＃39;

第一种写法(即 % 格式化)来自古老的 C 语言&＃xff0c;其中的“%d”是一个占位符&＃xff0c;表示它将要接收一个整数&＃xff0c;并格式化成字符串。

第二和第三种写法&＃xff0c;它们是第一种写法的升级版&＃xff0c;不同的是&＃xff0c;它们的占位符是通用型的&＃xff0c;不必指定“%s”、“%d”等等明确的类型。这两种写法中&＃xff0c;数字类型的参数被传给特定的格式化方法(即 safe_substitute 与 format)&＃xff0c;在这些方法的内部&＃xff0c;它们会作类型转化处理。

可以说&＃xff0c;上述三种写法都不难理解&＃xff0c;它们的意图都有迹可循。

但是&＃xff0c;现在再看看最后一种写法&＃xff0c;也就是 f-string 写法&＃xff0c;似乎就不是那么明显了。

首先&＃xff0c;在字符串内部&＃xff0c;它并没有像“%格式化”那样指定占位符的类型&＃xff1b;其次&＃xff0c;所要拼接的数字并没有作为任何函数的参数来传递。

也就是说&＃xff0c;在明面上根本看不出任何要作类型转化的意图。但是&＃xff0c;由于我们已知 Python 是强类型语言&＃xff0c;已知数字类型绝对不可能直接拼接到字符串里&＃xff0c;因此&＃xff0c;只能说明 f-string 语法在底层作了某种类型转化的操作&＃xff01;

那么&＃xff0c;我们就可以再提出一个新的问题&＃xff1a;f-string 语法在处理字符串与数字时&＃xff0c;是如何实现数字的类型转化的呢&＃xff1f;

也许有的读者会猜想它是调用了内置的 str() 或 repr()(或它们对应的魔术方法__str__() 与 __repr__())&＃xff0c;从而实现类型转化&＃xff0c;但是&＃xff0c;答案并没有如此简单&＃xff01;

f-string 语法是在 Python 3.6 版本引入的。为了省事&＃xff0c;我们直接找到 PEP-498 文档&＃xff0c;在里面查阅看是否有关于实现原理的线索。

文档地址&＃xff1a;https://www.python.org/dev/peps/pep-0498

PEP 里提到&＃xff0c;f-string 的语法格式是这样的&＃xff1a;

f&＃39; { } ...&＃39;

其中&＃xff0c;花括号里的内容就是要作格式化的内容&＃xff0c;除去可选的“optional”部分后&＃xff0c;“expression”部分就是真正要处理的内容。对应前文的例子&＃xff0c;数字 666 就是一个 expression。

expression 会按 __format__ 协议进行格式化&＃xff0c;但是并不会直接调用 __format__() 这个方法。

文档上指出&＃xff0c;实际的执行过程等效于type(value).__format__(value, format_spec) 或者 format(value, format_spec) 。

事实上&＃xff0c;字符串对象的 foramt() 方法跟 Python 内置的 foramt() 函数&＃xff0c;它们都会调用__format__() 魔术方法&＃xff0c;所以&＃xff0c;f-string 其实是前文中 format() 格式化写法的升级版。

在默认情况下&＃xff0c;format_spec 是一个空字符串&＃xff0c;而format(value, "") 的效果等同于str(value) &＃xff0c;因此&＃xff0c;在不指定其它 format_spec 的情况下&＃xff0c;可以简单地认为 f-string 就是调用了 str() 来作的类型转化……

至此&＃xff0c;我们看到了 f-string 的实现原理&＃xff0c;明白了它在拼接字符串与数字时&＃xff0c;效果等效于前文的 format() 格式化方法&＃xff0c;也等效于使用 str() 进行类型转化。

写在最后&＃xff1a;本文属于“Python为什么”系列(Python猫出品)&＃xff0c;该系列主要关注 Python 的语法、设计和发展等话题&＃xff0c;以一个个“为什么”式的问题为切入点&＃xff0c;试着展现 Python 的迷人魅力。更多精彩文章&＃xff0c;请移步 Github 查看&＃xff0c;项目地址&＃xff1a;https://github.com/chinesehuazhou/python-whydo

文章出处&＃xff1a;https://www.cnblogs.com/pythonista/p/14418486.html