以下是针对Python初学者的repr()函数详细解析，包含与str()的对比、核心用途及实际示例：

一、repr() 基础作用

将对象转换为解释器可读的字符串形式（通常可用于重新创建该对象）：

num = 42
print(repr(num))          # 输出: '42' （注意引号）
print(type(repr(num))))   # 输出: <class 'str'>

lst = [1, 2, 3]
print(repr(lst)))         # 输出: '[1, 2, 3]' （完整结构）

二、与str()的关键区别

对比示例：

s = "Hello\nWorld"

print(str(s))  
# 输出（用户友好）:
# Hello
# World

print(repr(s)))  
# 输出（开发者友好）:
# 'Hello\nWorld' （显示换行符和引号）

三、核心应用场景

1. 调试时查看对象原始形态

data = {"name": "Alice", "age": 25}
print(f"调试信息：{repr(data)}")  
# 输出: 调试信息：{'name': 'Alice', 'age': 25}

2. 交互式解释器中自动调用

>>> s = "Hi"
>>> s      # 解释器自动调用 repr(s)
'Hi'       # 注意引号！

3. 安全日志记录（保留关键细节）

user_input = "admin\\x23"
print(f"用户输入：{repr(user_input)}")  
# 输出: 用户输入：'admin\\x23' （显示原始转义字符）

四、数据类型转换示例

五、自定义类的repr()

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    
    def __repr__(self):
        return f"Person(name={repr(self.name)}, age={repr(self.age)})"

p = Person("Alice", 25)
print(repr(p)))  
# 输出: Person(name='Alice', age=25) （可eval()重建对象）

最佳实践：
自定义类应始终实现__repr__()，而__str__()可选。
若未定义__str__，Python会 fallback 到__repr__。

六、eval()与repr()的关系

repr()的输出通常可被eval()重新转换为原对象（需确保安全性）：

original = [1, "two", 3.0]
repr_str = repr(original)   # 得到字符串 "[1, 'two', 3.0]"
reconstructed = eval(repr_str)  # 还原为列表 [1, 'two', 3.0]

警告：实际开发中避免直接eval()不可信输入！

七、实用技巧

1. 打印变量名和值（调试神器）

def debug(var):
    print(f"{var=}")  # Python 3.8+ 语法（等效于调用repr()）

x = 42
debug(x)  # 输出: x=42

2. 容器内元素的精确表示

mixed = [1, "two", "\n"]
print(repr(mixed)))  # 输出: [1, 'two', '\n'] （保留所有细节）

3. 与json.dumps()的对比

import json
data = {"key": "value\n"}
print(repr(data)))      # 输出: "{'key': 'value\\n'}" （Python语法）
print(json.dumps(data))) # 输出: "{\"key\": \"value\\n\"}" （JSON格式）

八、常见问题解答

Q1: 何时该用repr()代替str()？

• 需要记录对象完整信息时（如日志文件）
• 调试时查看变量原始值
• 实现__repr__()让自定义类更易调试

Q2: 为什么字符串的repr()会有引号？

print(repr("Hi"))  # 输出: 'Hi'

→ 明确标识这是字符串（而非变量名），符合Python语法规则。

Q3: 如何控制浮点数的repr()输出？

import math
print(repr(math.pi))  # 输出: '3.141592653589793' （全精度）
print(f"{math.pi:.2f}")  # 输出: '3.14' （需手动格式化）

九、总结

• repr() = Raw Explicit Python Representation
  追求精确、无歧义的对象表示
• 黄金法则：
  print(obj) 调用 str(obj)，而交互式环境直接输入变量名调用 repr(obj)
• 设计原则：
  自定义类的__repr__()应尽可能返回能eval()重建对象的字符串

下一步可学习__str__()与__repr__()的双下方法实现，或探索pprint模块美化复杂对象输出