Java 字符串格式化
在Java编程中，格式化字符串是一项非常实用的技能，它允许我们以特定的格式输出文本内容。无论是创建报表、生成日志还是构建用户界面，字符串格式化都能帮助我们以一种结构化且易读的方式呈现数据。
什么是字符串格式化？
字符串格式化是指按照预定义的格式模板，将各种数据类型（如整数、浮点数、字符串等）填充到模板中的过程。Java提供了多种方式来格式化字符串，其中最常用的是printf方法和String.format方法，它们的语法灵感来源于C语言的printf函数。
基本语法
Java字符串格式化主要使用格式说明符（format specifiers），格式说明符以百分号%开头，后跟一个或多个字符，用于指定如何格式化相应的参数。
常用的格式化方法
1. String.format()
java
String formattedString = String.format(formatString, args...);
2. System.out.printf()
java
System.out.printf(formatString, args...);
3. Formatter类
java
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Formatter formatter = new Formatter(sb);
formatter.format(formatString, args...);
常用格式说明符
下面是一些常用的格式说明符：
%s- 字符串%d- 整数%f- 浮点数%c- 字符%b- 布尔值%%- 百分号本身%n- 平台特定的行分隔符
基本示例
java
String name = "John";
int age = 25;
double height = 1.85;
String formatted = String.format("Name: %s, Age: %d, Height: %.2f meters", name, age, height);
System.out.println(formatted);
输出：
Name: John, Age: 25, Height: 1.85 meters
格式说明符详解
格式说明符的完整语法是：
%[argument_index$][flags][width][.precision]conversion
让我们逐个解释这些元素：
1. argument_index（参数索引）
指定要格式化的参数的位置。索引从1开始。
java
String formatted = String.format("%2$s %1$s", "World", "Hello");
System.out.println(formatted); // 输出: Hello World
2. flags（标志）
修改输出格式的标志。
-: 左对齐+: 总是显示符号（+或-）0: 用零填充,: 使用本地化的千位分隔符(: 将负数括在括号内
java
System.out.printf("'%-10s'\n", "Left"); // 左对齐：'Left '
System.out.printf("'%+d'\n", 123); // 显示符号：'+123'
System.out.printf("'%05d'\n", 123); // 零填充：'00123'
System.out.printf("'%,d'\n", 1234567); // 千位分隔：'1,234,567'
System.out.printf("'% d'\n", 123); // 空格前缀：' 123'
System.out.printf("'%(d'\n", -123); // 括号负数：'(123)'
3. width（宽度）
指定输出的最小宽度。
java
System.out.printf("'%10s'\n", "Hello"); // 输出: ' Hello'
4. precision（精度）
- 对于浮点数：指定小数点后的位数
- 对于字符串：指定最大字符数
java
System.out.printf("'%.2f'\n", 3.14159); // 输出: '3.14'
System.out.printf("'%.3s'\n", "Hello"); // 输出: 'Hel'
5. conversion（转换）
指定如何格式化参数。
java
System.out.printf("整数：%d\n", 123);
System.out.printf("十六进制：%x\n", 255);
System.out.printf("八进制：%o\n", 8);
System.out.printf("科学计数法：%e\n", 1234.5678);
System.out.printf("百分比：%.1f%%\n", 75.5);
日期和时间格式化
Java也支持格式化日期和时间：
java
import java.util.Date;
public class DateFormatExample {
public static void main(String[] args) {
Date now = new Date();
System.out.printf("当前日期和时间：%tc%n", now);
System.out.printf("日期：%tD%n", now);
System.out.printf("时间：%tT%n", now);
System.out.printf("年份：%tY%n", now);
System.out.printf("月份：%tB%n", now);
System.out.printf("星期：%tA%n", now);
}
}
输出示例：
当前日期和时间：周三 10月 19 15:30:45 CST 2023
日期：10/19/23
时间：15:30:45
年份：2023
月份：十月
星期：星期三
提示
从Java 8开始，推荐使用java.time包中的类和DateTimeFormatter来处理日期和时间格式化，它提供了更强大和灵活的API。
数字格式化
货币格式
java
double price = 1234.56;
System.out.printf("价格：$%,.2f%n", price); // 输出：价格：$1,234.56
百分比格式
java
double percentage = 0.7568;
System.out.printf("完成度：%.1f%%%n", percentage * 100); // 输出：完成度：75.7%
实际应用案例
案例1：生成报表
假设我们需要生成一个简单的销售报表：
java
public class SalesReport {
public static void main(String[] args) {
String[] products = {"苹果手机", "安卓手机", "平板电脑"};
int[] quantities = {120, 85, 50};
double[] prices = {6999.99, 4999.99, 3299.99};
// 打印表头
System.out.printf("%-15s %10s %15s %15s%n", "产品名称", "销售数量", "单价(￥)", "总金额(￥)");
System.out.println("--------------------------------------------------------");
double total = 0;
for (int i = 0; i < products.length; i++) {
double amount = quantities[i] * prices[i];
total += amount;
System.out.printf("%-15s %10d %,15.2f %,15.2f%n",
products[i], quantities[i], prices[i], amount);
}
System.out.println("--------------------------------------------------------");
System.out.printf("%-15s %10s %15s %,15.2f%n", "合计", "", "", total);
}
}
输出：
产品名称 销售数量 单价(￥) 总金额(￥)
--------------------------------------------------------
苹果手机 120 6,999.99 839,998.80
安卓手机 85 4,999.99 424,999.15
平板电脑 50 3,299.99 164,999.50
--------------------------------------------------------
合计 1,429,997.45
案例2：日志记录器
java
public class SimpleLogger {
public enum Level {INFO, WARNING, ERROR}
public static void log(Level level, String message, Object... args) {
Date now = new Date();
String formattedMessage = String.format(message, args);
String output = String.format("%tF %tT [%s] %s", now, now, level, formattedMessage);
System.out.println(output);
}
public static void main(String[] args) {
log(Level.INFO, "用户 %s 已登录", "Alice");
log(Level.WARNING, "检测到 %d 次登录失败尝试", 3);
log(Level.ERROR, "数据库连接失败：%s", "Timeout");
}
}
输出：
2023-10-19 15:45:20 [INFO] 用户 Alice 已登录
2023-10-19 15:45:20 [WARNING] 检测到 3 次登录失败尝试
2023-10-19 15:45:20 [ERROR] 数据库连接失败：Timeout
注意事项和最佳实践
- 参数匹配: 确保格式说明符的数量和类型与提供的参数匹配。
- 国际化: 使用
java.util.Formatter的本地化特性处理不同语言环境。 - 性能考虑: 当需要重复使用同一格式模板时，考虑预编译格式化模板。
- 安全性: 处理用户输入时，避免直接将其作为格式字符串，以防止格式字符串攻击。
警告
如果格式说明符和提供的参数类型不匹配，将会抛出java.util.IllegalFormatConversionException异常。
总结
Java字符串格式化是一项强大的功能，掌握它可以帮助你:
- 以结构化且易读的方式呈现数据
- 控制数字的显示格式（小数位数、千位分隔符等）
- 轻松对齐文本输出
- 格式化日期和时间
- 创建专业的报表和日志
通过本文的学习，你应该已经掌握了Java字符串格式化的基础知识和常用技巧。随着编程经验的增长，你会发现字符串格式化在许多场景中都非常有用。
练习题
- 编写一个程序，格式化输出一个包含姓名、年龄和成绩的学生信息表。
- 创建一个简单的发票生成器，包括商品名称、数量、单价和总金额。
- 编写一个方法，将给定的秒数格式化为"小时:分钟:秒"的格式。
- 使用字符串格式化实现一个简单的进度条显示功能。
扩展资源
通过实践和探索这些资源，你将能够更加熟练地使用Java字符串格式化功能，使你的程序输出更加专业和易读。