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

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C 风格 I/O
 
<tbody> </tbody>
在标头 <cstdio> 定义
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)
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从给定位置加载数据，转换为字符串等价版本，并将结果写入各种池。

1) 写结果到 stdout。
2) 写结果到文件流 stream。
3) 写结果到字符串 buffer。
4) 写结果到字符串 buffer。至多写 buf_size - 1 个字符。产生的字符串会以空字符终止，除非 buf_size 为零。若 buf_size 为零，则不写入任何内容，且 buffer 可以是空指针，然而依旧计算返回值（会写入的字符数，不包含空终止符）并返回。

若调用 sprintf 或 snprintf 导致在重叠的对象间发生复制，则行为未定义。（例如 sprintf(buf, "%s text", buf);）。

参数

stream - 要写入的输出文件流
buffer - 指向要写入的字符串的指针
buf_size - 写入至多 buf_size - 1 个字符，再加上空终止符
format - 指向空终止多字节字符串的指针，指定如何判读数据
... - 指定要打印数据的实参。若任何默认实参提升后的参数不拥有对应转换说明所期待的类型（期待类型是提升后的类型或者提升后类型的兼容类型），或若实参数量少于 format 的要求，则行为未定义。若有多于 format 要求的实参，则求值并忽略多出的实参

格式字符串由普通多字节字符（除了 %）和转换指示构成，前者被不改动地复制到输出流。每个转换指示均拥有下列格式：

  • 引入的 % 字符。
  • (可选) 一或多个修改转换行为的标志：
  • -：转换结果在域内左对齐（默认为右对齐）。
  • +：有符号转换的符号始终前置于转换结果（默认仅当结果为负时前置负号）。
  • 空格：如果有符号转换的结果不以符号开始，或为空，那么前置空格于结果。存在 + 标志时忽略空格。
  • #：进行替用形式 的转换。确切的效果见下表，其他情况下行为未定义。
  • 0：对于整数和浮点数转换，使用前导零代替空格 字符填充字段。对于整数，如果显式指定了精度，那么忽略此标志。对于其他转换，使用此标志导致未定义行为。存在 - 标志时忽略 0。
  • (可选) 整数或 *，指定最小字段宽度。如果有要求，那么结果会以空格 字符（默认情况）填充，在右对齐时于左，左对齐时于右。使用 * 的情况下，以一个额外的 int 类型实参指定宽度。如果实参值是负数，那么它导致指定 - 标志和正的字段宽度。（注意：这是最小宽度：值决不会被截断）。
  • (可选) 后随整数或 * 或两者皆无的 .，指示转换的精度 。在使用 * 的情况下，精度 由额外的 int 类型的实参指定。如果此实参的值是负数，那么它被忽略。如果既不使用数字也不使用 *，那么精度采用零。精度 的确切效果见下表。
  • (可选) 指定实参大小的长度修饰符（其与格式指示符组合，指定对应实参的类型）。
  • 转换格式指示符

下列格式指示符可用：

 转换指示符  解释 期望的实参类型
长度修饰符→ hh h 无 l ll j z t L
仅从 C++11 起可用→ 是 是 是 是 是
%

写入字面的 %。完整的转换指示必须是 %%。

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。

  • 实参首先被转换成 unsigned char。
  • 如果使用 l 修饰符，那么实参首先被转换成字符串，如同通过以 wchar_t[2] 实参使用 %ls。
 不适用 不适用
int
std::wint_t
 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用
s

写入字符串。

  • 实参必须是指向字符数组首元素的指针。
  • 精度 指定写入最大的字符数。如果没有指定精度，那么写每个字节直到而不含首个空终止符。
  • 如果使用 l 指示符，那么实参必须是指向 wchar_t 数组首元素的指针，数组会被转换成 char 数组，如同通过以零初始化转换状态调用 std::wcrtomb。
 不适用 不适用
char*
wchar_t*
 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用
d
i


转换有符号整数为十进制表示 [-]dddd。

  • 精度 指定出现的最小数位数。默认精度是 1。
  • 如果被转换的值和精度都是 0，那么转换结果无字符。
  • 对于 z 修饰符，期望的实参类型是 std::size_t 的有符号版本。
signed char
short
int
long
long long
std::intmax_t
※
std::ptrdiff_t
 不适用
o

转换无符号整数为八进制表示 oooo。

  • 精度 指定出现数字的最小个数。默认精度是 1。
  • 如果被转换值和精度都是 0，那么转换结果无字符。
  • 在替用实现 中精度按需增加，以写入一个前导零。在此情况下如果被转换值和精度都是 0，那么写入单个 0。
unsigned char
unsigned short
unsigned int
unsigned long
unsigned long long
std::uintmax_t
std::size_t
std::ptrdiff_t 的无符号版本
 不适用
x
X

转换无符号整数为十六进制表示 hhhh。

  • x 转换使用字母 abcdef。
  • X 转换使用 ABCDEF。
  • 精度指定出现数位的最小个数。默认精度是 1。
  • 如果被转换值和精度都是 0，那么转换结果无字符。
  • 在替用实现中 如果被转换值非零，那么结果有 0x 或 0X 前缀。
 不适用
u

转换无符号整数为十进制表示 dddd。

  • 精度 指定出现的数位最小个数。
  • 默认精度是 1。
  • 如果被转换值和精度都是 0，那么转换结果无字符。
 不适用
f
F (C++11)

转换浮点数为 [-]ddd.ddd 样式的十进制记法。

  • 精度 指定小数点字符后出现的确切数位数。
  • 默认精度是 6。
  • 在替用实现 中即使没有小数点后数位也写小数点。
  • 无穷大和非数的转换样式见注解。
 不适用 不适用
double
double (C++11)
 不适用 不适用 不适用 不适用
long double
e
E

转换浮点数为十进制指数记法。

  • e 转换样式使用 [-]d.ddd e±dd。
  • E 转换样式使用 [-]d.ddd E±dd。
  • 指数至少含两个数位，仅当需要时才使用更多数位。
  • 如果值是 0，那么指数也是 0。
  • 精度 指定小数点字符后出现数位的最小个数。
  • 默认精度是 6。
  • 在替用实现 中即使没有小数点后数位也写小数点。
  • 无穷大和非数的转换样式见注解。
 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用
a
A

(C++11)

转换浮点数为十六进制指数记法。

  • a 转换样式使用 [-] 0xh.hhh p±d。
  • A 转换样式使用 [-] 0Xh.hhh P±d。
  • 如果参数是正规化的浮点数，那么首个十六进制数位非 0。
  • 如果值是 0，那么指数也是 0。
  • 精度指定小数点字符后出现数位的最小个数。
  • 默认精度足以精确表示该值。
  • 在替用实现中即使没有小数点后数位也写小数点。
  • 无穷大和非数的转换样式见注解。
 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用
g
G

转换浮点数为十进制小数或十进制指数记法，依赖于值和精度。

  • g 转换样式将进行带样式 e 或 f 的转换。
  • G 转换样式将进行带样式 E 或 f(C++11 前)F(C++11 起) 的转换。
  • 令 P 等于精度，如果它非零，那么精度在未指定时是 6，如果精度是 0 那么等于 1。然后，如果带样式 E 的转换会有指数 X，那么：
    • 如果 P > X ≥ −4，那么转换带 f 或 F(C++11 起) 风格，及精度 P − 1 − X。
    • 否则，转换带 e 或 E 风格，及精度 P − 1。
  • 除非要求替用表示，否则末尾零会被移除，且在不留下小数部分时小数点也会被移除。
  • 无穷大和非数的转换样式见注解。
 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用
n


返回对函数的此调用迄今为止写入的字符数。

  • 结果被写入 到实参所指向的值。
  • 该指示不可含有任何标签、域宽 或精度。
  • 对于 z 修饰符，实参类型是 S*，其中 S 是 std::size_t 的有符号版本。
signed char*
short*
int*
long*
long long*
std::intmax_t*
※
 std::ptrdiff_t* 
 不适用
p
写入定义了指针的由实现定义的字符序列。
 不适用 不适用
void*
 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用
注解

浮点数转换函数转换无穷大为 inf 或 infinity。由实现定义使用其中哪一个。

非数转换成 nan 或 nan(char_sequence)。由实现定义使用其中哪一个。

转换 F、E、G、A 替代上面输出 INF、INFINITY、NAN。

用于打印 char、unsigned char、signed char、short 和 unsigned short 的转换指示符实际期待默认实参提升后的类型，但在打印前会转换到 char、unsigned char、signed char、short 和 unsigned short。直接向函数传递这些类型的值是安全的，因为在调用变参数函数时会发生提升。

定宽字符类型（std::int8_t 等）的正确转换指示在标头 <cinttypes> 定义（尽管 PRIdMAX、PRIuMAX 等就是 %jd、%ju 等的别名）。

内存写入转换指示符 %n 是安全漏洞的常见目标，这里格式字符串依赖用户输入。

在每个转换指示符的行动后有一个序列点；这允许于同一变量多次存入 %n 的结果，并在同一此调用中打印出先前以 %n 存储的值。

如果转换指示非法，那么行为未定义。

返回值

1,2) 若成功则为写入的字符数，若发生错误则为负值。
3) 若成功则为写入的字符数（不包含空终止字符），若发生错误则为负值。
4) 若成功则为会写入充分大缓冲区的字符数（不包含空终止字符），若发生错误则为负值。从而，当且仅当返回值非负且小于 buf_size 才完全写入（空终止）。

注解

POSIX 规定在错误时设置 errno。它还规定额外的转换指示，最值得注意的是对实参重排序的支持（紧随 % 后的 n$ 指示第 n 个实参）。

以零 buf_size 和用空指针作为 buffer 调用 std::snprintf 可用于确定容纳输出的所需缓冲区大小： 

auto fmt = "sqrt(2) = %f";
int sz = std::snprintf(nullptr, 0, fmt, std::sqrt(2));
std::vector<char> buf(sz + 1); // 注意为空终止符 +1
std::sprintf(buf.data(), fmt, std::sqrt(2)); // 确定可以放入

示例

运行此代码
#include <cinttypes>
#include <cstdint>
#include <cstdio>
#include <limits>

int main()
{
    const char s[] = "Hello";
    std::printf("字符串:\n"); // 同 std::puts("字符串:");
    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("字符:\t%c %%\n", 65);

    std::printf("整数:\n");
    std::printf("\t十进制:    \t%i %d %.6i %i %.0i %+i %i\n",
                                  1, 2,   3, 0,   0,  4,-4);
    std::printf("\t十六进制:\t%x %x %X %#x\n",
                                  5,10,10,  6);
    std::printf("\t八进制:      \t%o %#o %#o\n",
                                 10, 10,  4);

    std::printf("浮点数:\n");
    std::printf("\t舍入:\t\t%f %.0f %.32f\n", 1.5, 1.5, 1.3);
    std::printf("\t填充:\t\t%05.2f %.2f %5.2f\n", 1.5, 1.5, 1.5);
    std::printf("\t科学表示:\t%E %e\n", 1.5, 1.5);
    std::printf("\t十六进制:\t%a %A\n", 1.5, 1.5);
    std::printf("\t特殊值:\t\t0/0=%g 1/0=%g\n", 0.0/0.0, 1.0/0.0);

    std::printf("变量宽度控制:\n");
    std::printf("\t右对齐变量宽度: '%*c'\n", 5, 'x');
    int r = std::printf("\t左对齐变量宽度: '%*c'\n", -5, 'x');
    std::printf("(最后一次 printf 打印了 %d 个字符)\n", r);

    std::printf("固定宽度类型:\n");
    std::uint32_t val = std::numeric_limits<std::uint32_t>::max();
    std::printf("\t最大的 32 位值为 %" PRIu32 " 或 %#" 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
	科学表示:	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
变量宽度控制:
	右对齐变量宽度: '    x'
	左对齐变量宽度: 'x    '
(最后一次 printf 打印了 32 个字符)
固定宽度类型:
	最大的 32 位值为 4294967295 或 0xffffffff

参阅

 打印有格式宽字符输出到 stdout、文件流或缓冲区
(函数) [编辑]
(C++11)
 使用可变实参列表
打印有格式输出到 stdout、文件流或缓冲区
(函数) [编辑]
写字符串到文件流
(函数) [编辑]
从 stdin、文件流或缓冲区读取有格式输入
(函数) [编辑]
(C++17)
 转换整数或浮点数为字符序列
(函数) [编辑]
(C++23)
 将参数的格式化表达输出到 stdout 或文件缓冲区
(函数模板) [编辑]
(C++23)
 将参数的格式化表达输出到 stdout 或文件缓冲区，输出完成后换行
(函数模板) [编辑]
printf, fprintf, sprintf, snprintf 的 C 文档