本文出自《WhyPython》系列，存档在Github：https://github.com/chinesehuazhou/python-whydo毫无疑问，Python是一门强类型语言。强类型语言。强类型语言！（关于强弱类型的话题，推荐阅读这篇技术科普文章）这意味着不同类型的对象通常需要显式转换才能进行某些操作。下面以字符串和数字为例，看看强制操作的结果会是什么：>>>"Pythoncat"+666Traceback(mostrecentcalllast):File"",line1,inTypeError:canonlyconcatenatestr(not"int")tostr，报类型错误（TypeError），说字符串只能拼接（concatenate）字符串，不能拼接int类型。这是强类型语言的基本约束。但是，如果我们先把数字“转换”成字符串类型，再进行“+”操作，就不会报错了：>>>"Pythoncat"+str(666)'Pythoncat666'在上面例如，读者应该不难理解。由此，我们不得不提出一个问题：如何在不显式类型转换的情况下拼接字符串和数字？在《详解Python拼接字符串的七种方式》一文中，整理出了七种字符串的写法，大家可以一一尝试。几种字符串拼接方法：1、格式化：%、format()、template2。拼接：+、()、join()3、插值：f-string为了节省篇幅，这里我们可以直接将4种拼接方式罗列如下：>>>"%s%d"%("Pythoncat",666)'Pythoncat666'>>>fromstringimportTemplate>>>s=Template('${s1}${s2}')>>>s.safe_substitute(s1='Pythoncat',s2=666)'Python猫666'>>>"Python猫{}".format(666)'Python猫666'>>>num=666>>>f"Python猫{num}"'Python猫666'第一种写法（即%格式化）来自古老的C语言，其中“%d”是一个占位符，表示它会取一个整数并将其格式化为字符串。第二种和第三种写法是第一种写法的升级版。不同的是它们的占位符是通用的，不需要指定具体的类型，比如“%s”和“%d”。在这两种写法中，都是将数值类型的参数传递给具体的格式化方法（即safe_substitute和format），在这些方法内部，会进行类型转换处理。可以说，以上三种写法不难理解，其用意可循。不过现在看最后一种写法，也就是f-string的写法，好像不是那么明显。首先，在字符串内部，它没有指定像“%格式化”这样的占位符类型；第二，要拼接的数字不作为任何函数的参数传递。换句话说，根本没有执行类型转换的明显意图。但是，既然我们知道Python是强类型语言，那么已知的数值类型是绝对不可能直接拼接成字符串的。所以只能说明f-string语法在底层进行了某种类型转换操作！那么，我们可以提出一个新的问题：f-string语法在处理字符串和数字的时候是如何实现数字的类型转换的？有些读者可能会猜测它调用了内置的str()或repr()（或者它们对应的魔术方法\_\_str\_\_()和\_\_repr\_\_()），从而实现类型然而，转换，答案并不是那么简单！f-string语法是在Python3.6中引入的。为了省事，我们直接找到PEP-498文档，查进去看有没有实现原理的蛛丝马迹。文档地址：https://www.python.org/dev/pe...PEP中提到，f-string的语法格式如下：f'{}...'其中，花括号中的内容为需要格式化的内容。去掉可选的“optional”部分后，“expression”部分才是真正要处理的内容。对应前面的例子，数字666是一个表达式。表达式将根据\_\_format\_\_协议进行格式化，但不会直接调用\_\_format\_\_()方法。文档指出实际执行等同于type(value).__format__(value,format_spec)或format(value,format_spec)。实际上string对象的foramt()方法和Python内置的foramt()函数都会调用_\_format\_\_()魔术方法，所以f-string其实就是format()的格式化方法上一篇文章中的升级版.默认情况下，format_spec是一个空字符串，format(value,"")的效果等同于str(value)。所以，如果没有指定其他的format_spec，可以简单的认为是f-string调用了str()做类型转换……至此，我们已经看到了f-string的实现原理，明白了它在拼接的时候字符串和数字，其作用等同于前面的format()格式化方法，也等同于使用str()进行类型转换。写在最后：本文属于“WhyPython”系列（Python猫出品），主要关注Python的语法、设计、开发等话题。它以每一个“为什么”的问题为切入点，试图展示Python的魅力。魅力。更多精彩文章，请移步Github查看，项目地址：https://github.com/chinesehuazhou/python-whydo
