Python 基本語法 – print() 與格式化輸出（f‑string、format()、%）

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簡介

在寫程式時，將資訊呈現在螢幕上是最常見的需求之一。Python 提供了功能強大的 print() 函式，配合不同的字串格式化方式，讓我們能夠快速、彈性地產生易讀的輸出。
不論是除錯、日誌記錄，或是建立使用者介面（CLI）訊息，都離不開「字串插值」的技巧。掌握 print() 的用法與三大格式化手段（f‑string、str.format()、舊式 %），不只能提升程式的可讀性，也能避免常見的錯誤與效能問題。

本篇文章將從最基礎的 print() 語法說起，逐步介紹三種格式化方式的特性、適用情境與實作範例，最後彙整常見陷阱與最佳實踐，幫助初學者快速上手，同時為中級開發者提供進階的優化觀點。

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核心概念

1. print() 的基本使用

print() 會把傳入的物件轉成字串，並在最後自動加上換行符號（\n）。
常見的參數包括：

參數	說明
sep	物件之間的分隔字元，預設為空格
end	結束字元，預設為換行 \n
file	輸出目標，預設為 sys.stdout
flush	是否立即刷新緩衝區

# 基本範例
print("Hello", "world!")          # 以空格分隔
print("A", "B", "C", sep="-")     # 使用 - 作為分隔符
print("No newline", end="")       # 不換行，後續輸出會接在同一行
print(" - still same line")

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2. f‑string（字面值插值）

Python 3.6 之後，引入了 f‑string（格式化字串常數），語法簡潔且效能優於其他方式。只要在字串前加上 f，並在大括號 {} 中直接放入變數或表達式，即可完成插值。

name = "Alice"
age = 28
# 使用 f‑string
print(f"姓名：{name}，年齡：{age} 歲")
# 直接寫表達式
print(f"下一年她將是 {age + 1} 歲")
# 呼叫函式或方法
print(f"大寫姓名：{name.upper()}")

格式規範

在大括號內可加入 : 後接格式說明，例如數字、日期、寬度與對齊：

price = 1234.567
print(f"原價：{price:.2f} 元")          # 兩位小數
print(f"左對齊：{price:<10.2f}")       # 左對齊、寬度 10
print(f"千分位：{price:,.2f}")         # 加千分位逗號

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3. str.format() 方法

在 f‑string 出現前，format() 是最常用的字串格式化工具。它支援位置參數、關鍵字參數以及更複雜的格式說明。

# 位置參數
print("第一名：{}, 第二名：{}".format("Tom", "Jerry"))
# 關鍵字參數
print("使用者 {user} 的 ID 為 {id}".format(user="Bob", id=42))
# 重新排列與重複使用
template = "{0} + {0} = {1}"
print(template.format(5, 10))

同樣可以使用 : 進行格式化：

value = 0.25678
print("比例：{:.1%}".format(value))          # 顯示為百分比，保留 1 位小數
print("十六進位：{:#x}".format(255))        # 0x 前綴

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4. 舊式 % 格式化（C 語言風格）

雖然已被 format() 與 f‑string 取代，但在維護舊有程式碼時仍會碰到 % 形式。它使用 佔位符（如 %s、%d、%f）以及一個元組或字典提供值。

# 基本使用
print("姓名：%s，年齡：%d" % ("Charlie", 30))

# 小數點與寬度控制
print("價格：%8.2f 元" % 123.4)   # 寬度 8、保留 2 位小數

# 使用字典
data = {"city": "Taipei", "temp": 28.6}
print("城市 %(city)s，溫度 %(temp).1f°C" % data)

注意：% 只能處理少數幾種型別，且在多參數時必須使用元組或字典，較不直觀。

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程式碼範例彙總

以下提供 5 個實務範例，示範不同情境下的字串格式化與 print() 設定。

# 範例 1：列印表格（使用 f‑string 與對齊）
headers = ["商品", "數量", "單價", "小計"]
items = [
    ("蘋果", 5, 12.3),
    ("香蕉", 12, 8.5),
    ("橘子", 3, 15.0),
]

print(f"{headers[0]:<6} {headers[1]:>4} {headers[2]:>6} {headers[3]:>8}")
print("-" * 30)
for name, qty, price in items:
    subtotal = qty * price
    print(f"{name:<6} {qty:>4} {price:>6.2f} {subtotal:>8.2f}")

# 範例 2：日誌訊息（使用 format() 與時間格式）
import datetime
log_template = "[{time}] {level:<8}: {msg}"
now = datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(log_template.format(time=now, level="INFO", msg="系統啟動完成"))

# 範例 3：舊式程式碼相容（% 方式）
user = "admin"
attempts = 3
print("使用者 %s 嘗試登入 %d 次" % (user, attempts))

# 範例 4：多行輸出（print 的 end 參數）
for i in range(1, 6):
    print(i, end=" → " if i < 5 else "\n")
# 輸出: 1 → 2 → 3 → 4 → 5

# 範例 5：寫入檔案（print 的 file 參數）
with open("output.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    print("這是一行文字", file=f)
    print(f"使用 f‑string 寫入：{42 * 2}", file=f)

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常見陷阱與最佳實踐

陷阱	說明	建議的做法
忘記 sep 或 end	產生多餘的空格或換行，尤其在組合多段訊息時。	明確設定 sep=''、end=''，或使用字串拼接後一次 print()。
混用不同格式化方式	會讓程式碼難以閱讀，且可能產生類型不匹配錯誤。	統一使用 f‑string（Python ≥3.6）或 format()；僅在維護舊代碼時才保留 %。
浮點數精度問題	直接印出浮點數會出現長小數。	使用格式說明（.2f、.1%）控制顯示位數。
字典/元組缺少括號	% 佔位符使用字典或元組時，忘記加括號會拋出 TypeError。	確認 % 後的值是 tuple (% (a, b)) 或 dict (% {"k":v})。
在大量迭代中使用 print()	每次呼叫都會寫入標準輸出，效能較差。	若需大量輸出，可先累積到 list，最後一次 print('\n'.join(list))，或使用 logging 模組。

最佳實踐：

1. 優先使用 f‑string：語法簡潔、效能佳、支援直接嵌入表達式。
2. 統一風格：在同一專案內選定一種格式化方式，避免混雜。
3. 明確設定 sep、end：尤其在生成 CSV、表格或自訂分隔符時。
4. 使用 logging 替代 print()：在正式專案中，日誌等級與輸出目的地更具彈性。
5. 避免硬編碼寬度：若需動態調整，考慮使用 textwrap 或 tabulate 等套件。

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實際應用場景

1. 命令列工具（CLI）

   • 利用 f‑string 快速組合指令說明、參數回饋。
   • print(..., end='') 可製作進度條或動態更新的輸出。

2. 資料分析報告

   • 使用 format() 或 f‑string 產生統計摘要（平均值、標準差）表格。
   • 結合 pandas.DataFrame.to_string()，自訂列寬與對齊方式。

3. 系統日誌（Logging）

   • logging.info(f"使用者 {user_id} 登入成功") 讓訊息更具可讀性。
   • 若仍需 print()，可先將訊息組成字串，再交給 logger。

4. 網路 API 回傳

   • 在除錯模式下，print(f"Request URL: {url}\nPayload: {json.dumps(data, indent=2)}") 幫助快速定位問題。

5. 自動化測試

   • 測試失敗時，用 print(f"預期: {expected}, 實際: {actual}") 提供清楚的斷言資訊。

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總結

print() 是 Python 中最基礎也是最常用的輸出函式，而字串格式化則是讓輸出「有意義」的關鍵。

• f‑string 以其簡潔、效能與表達式支援，成為現代 Python 的首選。
• str.format() 提供更彈性的佈局與重複使用機制，適合需要動態組合多段文字的情境。
• 舊式 % 仍在遺留程式碼中常見，了解其語法有助於維護與逐步遷移。

掌握這三種格式化方式，並配合 print() 的 sep、end、file、flush 參數，我們就能寫出 易讀、易維護且效能良好 的輸出程式碼。未來在開發 CLI、日誌、報表或除錯訊息時，請依照上述最佳實踐選擇最適合的格式化手段，讓程式的「說話」更清晰、更專業。祝你寫程式順利，輸出永遠正確！