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std:: printf, std:: fprintf, std:: sprintf, std:: snprintf

From cppreference.net
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C++
Input/output library
C-style I/O
定义于头文件 <cstdio>
int printf ( const char * format, ... ) ;
(1)
int fprintf ( std:: FILE * stream, const char * format, ... ) ;
(2)
int sprintf ( char * buffer, const char * format, ... ) ;
(3)
int snprintf ( char * buffer, std:: size_t buf_size, const char * format, ... ) ;
(4) (C++11 起)

从给定位置加载数据，将其转换为等效字符串形式，并将结果写入多种输出目标。

1) 将结果写入 stdout 。
2) 将结果写入文件流 stream 。
3) 将结果写入字符字符串 buffer 。
4) 将结果写入字符字符串 buffer 中。最多写入 buf_size - 1 个字符。生成的字符字符串将以空字符结尾，除非 buf_size 为零。如果 buf_size 为零，则不会写入任何内容且 buffer 可为空指针，但返回值（不包含空终止符的待写入字节数）仍会被计算并返回。

如果对 sprintf 或 snprintf 的调用导致在重叠的对象之间进行复制，则行为是未定义的（例如 sprintf ( buf, "%s text" , buf ) ; ）。

目录

参数

stream - 要写入的输出文件流
buffer - 要写入的字符串指针
buf_size - 最多可写入 buf_size - 1 个字符，外加空终止符
format - 指向空终止多字节字符串的指针，用于指定数据解析方式
... - 指定要打印数据的参数。若在 默认参数提升 后，任何参数不符合对应转换说明符期望的类型（期望类型为提升后的类型或与提升类型兼容的类型），或参数数量少于 format 所需数量，则行为未定义。若参数数量多于 format 所需数量，多余参数会被求值并忽略

format 字符串由普通字节字符（除了 % 外）和转换说明组成。普通字节字符会原样复制到输出流中。每个转换说明具有以下格式：

  • 引导性的 % 字符。
  • （可选） 一个或多个用于修改转换行为的标志：
  • - ：转换结果在字段内左对齐（默认为右对齐）。
  • + ：有符号转换的结果前始终附加符号（默认情况下仅当结果为负数时前置减号）。
  • space ：如果有符号转换的结果不以符号字符开头或为空时，将在结果前添加空格。若存在 + 标志则此标志被忽略。
  • # ：执行转换的 替代形式 。具体效果参见下表，否则行为未定义。
  • 0 ：对于整数和浮点数转换，使用前导零而非 space 字符填充字段。对于整数，若显式指定精度则此标志被忽略。其他转换使用此标志将导致未定义行为。若存在 - 标志则此标志被忽略。
  • （可选） 整数值或 * 用于指定最小字段宽度。当需要时，默认会在右侧对齐时左侧填充 空格 字符，或在左侧对齐时右侧填充。若使用 * 时，宽度由 int 类型的附加参数指定，该参数出现在待转换参数之前（若提供了精度参数，则出现在精度参数之前）。若参数值为负数，将导致指定 - 标志并采用正数字段宽度（注意：此为最小宽度：值永远不会被截断）。
  • （可选） . 后接整数或 * ，或两者皆无，用于指定转换的 精度 。当使用 * 时，精度由 int 类型的附加参数指定，该参数出现在待转换参数之前，但在提供最小字段宽度的参数（若存在）之后。若该参数值为负，则被忽略。若未使用数字或 * ，则精度默认为零。具体精度效果请参阅下表。
  • （可选） 长度修饰符 用于指定参数的大小（与转换格式说明符结合使用时，可指定对应参数的类型）。
  • 转换格式说明符。

以下格式说明符可用：

转换
说明符 		说明 期望
参数类型
长度修饰符→ hh h 无 l ll j z t L
仅自 C++11 起可用→ 是 是 是 是 是
% 输出字面量 % 。完整转换规范必须为 %% 。 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用
c

写入 单个字符 。

  • 参数首先被转换为 unsigned char 。
  • 若使用 l 修饰符，参数会先通过 %ls 格式以 wchar_t [ 2 ] 参数形式转换为字符字符串。
N/A N/A
int
std::wint_t
N/A N/A N/A N/A N/A
s

写入 字符串 。

  • 参数必须是指向字符数组首元素的指针。
  • 精度 指定要写入的最大字节数。若未指定 精度 ，则写入直到首个空终止符（不包含该终止符）前的所有字节。
  • 若使用 l 限定符，则参数必须是指向 wchar_t 数组首元素的指针，该数组会通过调用 std::wcrtomb （使用零初始化的转换状态）转换为 char 数组。
N/A N/A
char *
wchar_t *
N/A N/A N/A N/A N/A
d
i

将 有符号整数 转换为十进制表示形式 [-]dddd 。

  • 精度 指定要显示的最小数字位数。默认精度为 1 。
  • 如果转换后的值和精度均为 ​ 0 ​ ，则转换结果不产生任何字符。
  • 对于 z 修饰符，期望的参数类型是 std::size_t 的有符号版本。
signed char
short
int
long
long long
※
N/A
o

将 无符号整数 转换为八进制表示形式 oooo 。

  • 精度 指定要显示的最小数字位数。默认精度为 1 。
  • 如果转换后的值和精度均为 ​ 0 ​ ，则转换结果不产生任何字符。
  • 在 替代实现 中，如需写入一个前导零，则会按需增加精度。此时若转换后的值和精度均为 ​ 0 ​ ，则会写入单个 ​ 0 ​ 。
unsigned char
unsigned short
unsigned int
unsigned long
unsigned long long
std::ptrdiff_t 的无符号版本
N/A
x
X

将 无符号整数 转换为十六进制表示形式 hhhh 。

  • 对于 x 转换，使用字母 abcdef 。
  • 对于 X 转换，使用字母 ABCDEF 。
  • 精度 指定要显示的最小数字位数。默认精度为 1 。
  • 如果转换值和精度均为 ​ 0 ​ ，则转换结果不产生任何字符。
  • 在 替代实现 中，如果转换值非零，则会在结果前添加 0x 或 0X 前缀。
N/A
u

将 unsigned integer 转换为十进制表示形式 dddd 。

  • Precision 指定要显示的最小数字位数。
  • 默认精度为 1 。
  • 如果转换值和精度均为 ​ 0 ​ ，则转换结果不产生任何字符。
N/A
f
F (C++11)

将 浮点数 转换为 [-]ddd.ddd 风格的十进制表示法。

  • 精度 指定小数点后要显示的确切位数。
  • 默认精度为 6 。
  • 在 替代实现 中，即使没有后续数字也会写入小数点字符。
  • 关于无穷大和非数字转换风格的说明请参阅 notes 。
N/A N/A
double
double (C++11)
N/A N/A N/A N/A
long double
e
E

将 浮点数 转换为十进制指数表示法。

  • 对于 e 转换样式，使用格式 [-]d.ddd  e ±dd 。
  • 对于 E 转换样式，使用格式 [-]d.ddd  E ±dd 。
  • 指数部分至少包含两位数字，仅在必要时使用更多位数。
  • 如果值为 ​ 0 ​ ，则指数也为 ​ 0 ​ 。
  • 精度 指定小数点后应显示的确切位数。
  • 默认精度为 6 。
  • 在 替代实现 中，即使没有后续数字也会写入小数点字符。
  • 关于无穷大和非数值的转换样式，请参阅 说明 。
N/A N/A N/A N/A N/A N/A
a
A

(C++11)

将 浮点数 转换为十六进制指数表示法。

  • 对于 a 转换样式，使用 [-]  0x h.hhh  p ±d 格式。
  • 对于 A 转换样式，使用 [-]  0X h.hhh  P ±d 格式。
  • 如果参数是规范化的浮点数值，首位十六进制数字不会为 0 。
  • 如果值为 ​ 0 ​ ，指数也为 ​ 0 ​ 。
  • 精度 指定十六进制小数点后应显示的确切位数。
  • 默认精度足以精确表示该值。
  • 在 替代实现 中，即使后面没有数字也会写入十进制小数点字符。
  • 关于无穷大和非数值的转换样式，请参阅 说明 。
N/A N/A N/A N/A N/A N/A
g
G

将 浮点数 根据数值和 精度 转换为十进制或十进制指数表示法。

  • 对于 g 转换样式，将使用 e 或 f 样式进行转换。
  • 对于 G 转换样式，将使用 E 或 f (C++11前) F (C++11起) 样式进行转换。
  • 令 P 等于精度（若精度非零）、 6 （若未指定精度）或 1 （若精度为 ​ 0 ​ ）。若使用 E 样式转换的指数为 X ：
    • 若 P > X ≥ −4 ，则使用 f 或 F (C++11起) 样式转换，精度为 P − 1 − X 。
    • 否则使用 e 或 E 样式转换，精度为 P − 1 。
  • 除非要求 替代表示 ，否则会移除末尾零，且当没有小数部分时移除小数点。
  • 无穷大与非数值的转换样式参见 说明 。
N/A N/A N/A N/A N/A N/A
n

返回此函数调用 目前已写入的字符数 。

  • 结果将 写入 到参数所指向的值中。
  • 格式说明符不得包含任何 标志 、 字段宽度 或 精度 。
  • 对于 z 修饰符，预期参数类型为 S * ，其中 S 是 std:: size_t 的有符号版本。
signed char *
short *
int *
long *
long long *
※
N/A
p

写入实现定义的字符序列，用于定义 pointer （指针）。

N/A N/A
void *
N/A N/A N/A N/A N/A N/A
备注

浮点数转换函数将无穷大转换为 inf 或 infinity ，具体使用哪一种由实现定义。

非数字值被转换为 nan 或 nan( char_sequence ) ，具体使用哪一种由实现定义。

转换说明符 F 、 E 、 G 、 A 会输出 INF 、 INFINITY 、 NAN 代替。

用于打印 char 、 unsigned char 、 signed char 、 short 和 unsigned short 的转换说明符期望接收经过 默认参数提升 后的类型，但在打印其值之前会转换回 char 、 unsigned char 、 signed char 、 short 和 unsigned short 。由于可变参数函数调用时会发生提升，传递这些类型的值是安全的。

固定宽度字符类型（ std::int8_t 等）的正确转换规范定义在头文件 <cinttypes> 中（尽管 PRIdMAX 、 PRIuMAX 等等同于 %jd 、 %ju 等）。

内存写入转换说明符 %n 是安全漏洞的常见目标，当格式字符串依赖于用户输入时尤其如此。

每个转换说明符操作后存在一个 序列点 ；这允许将多个 %n 结果存储到同一变量中，或者在极端情况下，在同一调用中打印被先前 %n 修改的字符串。

如果转换规范无效，则行为未定义。

返回值

1,2) 成功时写入的字符数量，若出现错误则返回负值。
3) 成功时写入的字符数（不包含终止空字符），若发生错误则返回负值。
4) 若操作成功时，本应写入足够大缓冲区的字符数量（不包含终止空字符）；若发生错误，则返回负值。因此，当且仅当返回值非负且小于 buf_size 时，（以空字符终止的）输出内容已完全写入。

注释

POSIX 规范 规定，在发生错误时需设置 errno 。该规范还定义了额外的转换说明符，其中最值得注意的是支持参数重排序功能（ n$ 紧接在 % 后表示第 n 个 参数）。

调用 std::snprintf 时，将 buf_size 设为零并将 buffer 设为空指针（当双重调用的开销可接受时）可用于确定容纳输出所需的缓冲区大小： 

auto fmt = "sqrt(2) = %f";
int sz = std::snprintf(nullptr, 0, fmt, std::sqrt(2));
std::vector<char> buf(sz + 1); // 注意 +1 用于空终止符
std::sprintf(buf.data(), fmt, std::sqrt(2)); // 确保适配

示例

运行此代码 
#include <cinttypes>
#include <cstdint>
#include <cstdio>
#include <limits>
int main()
{
    const char* s = "Hello";
    std::printf("Strings:\n"); // same as std::puts("Strings:");
    std::printf("\t[%10s]\n", s);
    std::printf("\t[%-10s]\n", s);
    std::printf("\t[%*s]\n", 10, s);
    std::printf("\t[%-10.*s]\n", 4, s);
    std::printf("\t[%-*.*s]\n", 10, 4, s);
    std::printf("Characters:\t%c %%\n", 'A');
    std::printf("Integers:\n");
    std::printf("\tDecimal:    \t%i %d %.6i %i %.0i %+i %i\n",
                                  1, 2,   3, 0,   0,  4,-4);
    std::printf("\tHexadecimal:\t%x %x %X %#x\n",
                                  5,10,10,  6);
    std::printf("\tOctal:      \t%o %#o %#o\n",
                                 10, 10,  4);
    std::printf("Floating point:\n");
    std::printf("\tRounding:\t%f %.0f %.32f\n", 1.5, 1.5, 1.3);
    std::printf("\tPadding:\t%05.2f %.2f %5.2f\n", 1.5, 1.5, 1.5);
    std::printf("\tScientific:\t%E %e\n", 1.5, 1.5);
    std::printf("\tHexadecimal:\t%a %A\n", 1.5, 1.5);
    std::printf("\tSpecial values:\t0/0=%g 1/0=%g\n", 0.0/0.0, 1.0/0.0);
    std::printf("Variable width control:\n");
    std::printf("\tright-justified variable width: '%*c'\n", 5, 'x');
    int r = std::printf("\tleft-justified variable width : '%*c'\n", -5, 'x');
    std::printf("(the last printf printed %d characters)\n", r);
    std::printf("Fixed-width types:\n");
    std::uint32_t val = std::numeric_limits<std::uint32_t>::max();
    std::printf("\tLargest 32-bit value is %" PRIu32 " or %#" PRIx32 "\n",
                                                 val,            val);
}

可能的输出： 

字符串：
	[     Hello]
	[Hello     ]
	[     Hello]
	[Hell      ]
	[Hell      ]
字符：	A %
整数：
	十进制：    	1 2 000003 0  +4 -4
	十六进制：	5 a A 0x6
	八进制：      	12 012 04
浮点数：
	舍入：	1.500000 2 1.30000000000000004440892098500626
	填充：	01.50 1.50  1.50
	科学计数法：	1.500000E+00 1.500000e+00
	十六进制：	0x1.8p+0 0X1.8P+0
	特殊值：	0/0=-nan 1/0=inf
可变宽度控制：
	右对齐可变宽度： '    x'
	左对齐可变宽度： 'x    '
（最后一个printf打印了41个字符）
固定宽度类型：
	最大的32位值是 4294967295 或 0xffffffff

另请参阅

将格式化宽字符输出打印到 stdout 、文件流或缓冲区
（函数）
(C++11)
使用可变参数列表将格式化输出打印到 stdout 、文件流或缓冲区
（函数）
将字符串写入文件流
（函数）
从 stdin 、文件流或缓冲区读取格式化输入
（函数）
(C++17)
将整数或浮点数值转换为字符序列
（函数）
(C++23)
使用参数的 格式化 表示形式打印到 stdout 或文件流
（函数模板）
(C++23)
与 std::print 相同，但每次打印后都会附加换行符
（函数模板）
C 文档 关于 printf 、 fprintf 、 sprintf 、 snprintf