【Python】 f-string(f文字列)の使い方: 基本から書式指定子まで

# 基本のf-string(変数の埋め込み)
name = "Alice"
age = 20
score = 95.5

# 文字列中にそのまま変数を埋め込めます
message = f"{name}は{age}歳です。スコアは{score}です。"
print(message)

# 任意の式や関数呼び出しを埋め込めます
def inc(x):
    return x + 1

age = 20
text = "python"
a, b = 2, 3

print(f"来年は{inc(age)}歳。{a}+{b}={a+b}、{text}の大文字は{text.upper()}。")

# 中かっこを出力したいときは二重にする
user = "Bob"
print(f"{{user}} は文字としての中かっこで、{user} は変数の展開です。")

# 属性・インデックス・辞書のキーアクセス
class User:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

u = User("Carol")
nums = [10, 20, 30]
config = {"lang": "Python", "ver": 3.12}

print(f"ユーザー名: {u.name}")
print(f"2番目の要素: {nums[1]}")
# f-stringの{}内では通常の式が使えるので、辞書キーにはクォートを使えます
print(f"使用言語: {config['lang']} {config['ver']}")

# 複数行のf-stringとインデント整理
from textwrap import dedent

name = "Dora"
message = dedent(f"""\
    件名: お知らせ
    宛先: {name}

    これは複数行のf-stringの例です。
    改行やインデントもそのまま出力されます。
""")
print(message)

# raw(f)文字列の併用。外側はraw、その中の式は通常のPython式として評価される点に注意
word = "cat"
pattern = fr"\b{word}\b"  # \bはrawでそのまま、{word}は式展開
path = r"C:\Users\Alice\Desktop"

print(f"正規表現パターン: {pattern}")
print(f"パス: {path}")

# 注意: {}内の式部分にはバックスラッシュは書けません(構文エラーになります)
# 例: f"{\n}" は不可

# 基本的な型と精度の指定
num = 12.3456
n = 255

print(f"小数点以下2桁: {num:.2f}")   # 型fで小数点以下2桁
print(f"10進: {n:d}, 16進: {n:x}, 16進(大文字): {n:X}")

# 幅とゼロ埋め
x = 42
m = -42

print(f"[{x:5d}] 右寄せ5幅")
print(f"[{x:05d}] ゼロ埋め5幅")
print(f"[{m:>6d}] 負数の右寄せ6幅(空白で埋める)")
print(f"[{m:=6d}] =は符号の直後に詰める(空白埋め)")
print(f"[{m:06d}] ゼロ埋めと=の組み合わせ(デフォルトで=相当)")

# 小数点以下の桁数指定と丸め
pi = 3.14159
print(f"piを小数2桁: {pi:.2f}")

# 浮動小数点の表現上、期待と異なる丸めに見えることがあります
x = 2.675
print(f"2.675を小数2桁: {x:.2f}  (バイナリ表現の都合で2.67になることがあります)")

# 正確な丸めが必要ならDecimalを使います
from decimal import Decimal, ROUND_HALF_UP
dx = Decimal("2.675").quantize(Decimal("0.01"), rounding=ROUND_HALF_UP)
print(f"Decimalで四捨五入: {dx}")

# 千位区切り
n = 1234567.89
print(f"カンマ区切り: {n:,}")
print(f"アンダースコア区切り: {n:_}")

# ロケール依存の区切り(n) - 実際の出力は環境によって異なります
import locale
try:
    locale.setlocale(locale.LC_ALL, "ja_JP.UTF-8")  # 利用不可ならexceptへ
except locale.Error:
    locale.setlocale(locale.LC_ALL, "")  # システム既定にフォールバック

print(f"ロケール依存の表記: {n:n}")

# 符号の制御
pos, neg = 42, -42
print(f"+を常に表示: {pos:+d}, {neg:+d}")
print(f"負のみ符号: {pos:-d}, {neg:-d}")  # デフォルト
print(f"正を空白:  [{pos: d}], [{neg: d}]")

# 整列(幅6)
print(f"右寄せ:   [{pos:>6d}]")
print(f"左寄せ:   [{pos:<6d}]")
print(f"中央寄せ: [{pos:^6d}]")

n = 255
print(f"2進:{n:b}  8進:{n:o}  16進:{n:x}  16進(大):{n:X}")
print(f"接頭辞あり: 2進:{n:#b}  8進:{n:#o}  16進:{n:#x}")

ratio = 0.12345
big = 123456

print(f"割合(小数1桁): {ratio:.1%}")
print(f"指数表記: {big:.2e}")
print(f"最適桁数(g): {big:.3g}")

from datetime import datetime

dt = datetime(2025, 1, 2, 15, 4, 5)
print(f"ISO風: {dt:%Y-%m-%d %H:%M:%S}")
print(f"月/日: {dt:%m/%d}  曜日: {dt:%a}")
print(f"ロケール依存の日時(%c): {dt:%c}")  # 出力は環境依存

s = "こんにちはPython"
print(f"先頭5文字だけ: [{s:.5}]")
print(f"幅10で右寄せしつつ先頭5文字: [{s:>10.5}]")

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x, self.y = x, y
    def __str__(self):
        return f"Point({self.x}, {self.y})"     # 人向け
    def __repr__(self):
        return f"Point(x={self.x!r}, y={self.y!r})"  # 開発者向け

p = Point(1, 2)
print(f"!s: {p!s}")
print(f"!r: {p!r}")
print(f"!a: {"日本語"!a}")  # 非ASCIIをエスケープして表示

x = 10
y = 3.14159
print(f"{x=}, {y=:.2f}")
print(f"{x+1=}, {y*2=:.3f}")  # 式=値 の形も可

score = 72
count1, count2 = 1, 2

print(f"判定: {'合格' if score >= 70 else '不合格'}")
print(f"{count1} item{'s' if count1 != 1 else ''}")
print(f"{count2} item{'s' if count2 != 1 else ''}")

# 悪い例: SQL文字列をf-stringで生成 (SQLインジェクションの危険)
user_id = "1 OR 1=1"
query_bad = f"SELECT * FROM users WHERE id = {user_id};"

# 良い例: パラメータ化クエリを使う (DBAPIに合わせてプレースホルダは変わります)
# SQLiteなら?、psycopgなら%sなど
import sqlite3
conn = sqlite3.connect(":memory:")
cur = conn.cursor()
cur.execute("CREATE TABLE users(id INTEGER, name TEXT)")
cur.execute("INSERT INTO users VALUES(?, ?)", (1, "Alice"))

safe_id = 1
cur.execute("SELECT * FROM users WHERE id = ?", (safe_id,))
print(cur.fetchone())
conn.close()

# 大量生成のときの指針: ループ内で直接足し合わせず、joinを使う
rows = []
for i in range(5):
    rows.append(f"行{i}: 値={i*i}\n")
result = "".join(rows)
print(result)