C++字符串格式化 sprintf、printf


在將各種類型的數據構造成字符串時,sprintf 的強大功能很少會讓你失望。由於sprintf 跟printf 在用法上幾乎一樣,只是打印的目的地不同而已,前者打印到字符串中,后者則直接在命令行上輸出。這也導致sprintf 比printf 有用得多。

sprintf 是個變參函數,定義如下:
int sprintf( char *buffer, const char *format [, argument] ... );除了前兩個參數類型固定外,后面可以接任意多個參數。而它的精華,顯然就在第二個參數:格式化字符串上。

printf 和sprintf 都使用格式化字符串來指定串的格式,在格式串內部使用一些以"%"開頭的格式說明符(format specifications)來占據一個位置,在后邊的變參列表中提供相應的變量,最終函數就會用相應位置的變量來替代那個說明符,產生一個調用者想要 的字符串。

 

一、格式化數字字符串


sprintf 最常見的應用之一莫過於把整數打印到字符串中,所以,spritnf 在大多數場合可以替代itoa。

 

如:
//把整數123 打印成一個字符串保存在s 中。
sprintf(s, "%d", 123); //產生"123"可以指定寬度,不足的左邊補空格:
sprintf(s, "%8d%8d", 123, 4567); //產生:" 123 4567"當然也可以左對齊:
sprintf(s, "%-8d%8d", 123, 4567); //產生:"123 4567"

也可以按照16 進制打印:
sprintf(s, "%8x", 4567); //小寫16 進制,寬度占8 個位置,右對齊
sprintf(s, "%-8X", 4568); //大寫16 進制,寬度占8 個位置,左對齊

這樣,一個整數的16 進制字符串就很容易得到,但我們在打印16 進制內容時,通常想要一種左邊補0 的等寬格式,那該怎么做呢?很簡單,在表示寬度的數字前面加個0 就可以了。
sprintf(s, "%08X", 4567); //產生:"000011D7"
上面以"%d"進行的10 進制打印同樣也可以使用這種左邊補0 的方式。


這里要注意一個符號擴展的問題:比如,假如我們想打印短整數(short)-1 的內存16 進制表示形式,在Win32 平台上,一個short 型占2 個字節,所以我們自然希望用4 個16 進制數字來打印它:
short si = -1;
sprintf(s, "%04X", si);
產 生"FFFFFFFF",怎么回事?因為spritnf 是個變參函數,除了前面兩個參數之外,后面的參數都不是類型安全的,函數更沒有辦法僅僅通過一個"%X"就能得知當初函數調用前參數壓棧時被壓進來的到底 是個4 字節的整數還是個2 字節的短整數,所以采取了統一4 字節的處理方式,導致參數壓棧時做了符號擴展,擴展成了32 位的整數-1,打印時4 個位置不夠了,就把32 位整數-1 的8 位16 進制都打印出來了。

如果你想看si 的本來面目,那么就應該讓編譯器做0 擴展而不是符號擴展(擴展時二進制左邊補0 而不是補符號位):
sprintf(s, "%04X", (unsigned short)si);
就可以了。或者:
unsigned short si = -1;
sprintf(s, "%04X", si);

sprintf 和printf 還可以按8 進制打印整數字符串,使用"%o"。注意8 進制和16 進制都不會打
印出負數,都是無符號的,實際上也就是變量的內部編碼的直接的16 進制或8 進制表示。

 

二、控制浮點數打印格式


浮點數的打印和格式控制是sprintf 的又一大常用功能,浮點數使用格式符"%f"控制,默認保
留小數點后6 位數字,比如:
sprintf(s, "%f", 3.1415926); //產生"3.141593"
但有時我們希望自己控制打印的寬度和小數位數,這時就應該使用:"%m.nf"格式,其中m 表
示打印的寬度,n 表示小數點后的位數。比如:
sprintf(s, "%10.3f", 3.1415626); //產生:" 3.142"
sprintf(s, "%-10.3f", 3.1415626); //產生:"3.142 "
sprintf(s, "%.3f", 3.1415626); //不指定總寬度,產生:"3.142"

 


注意一個問題,你猜
int i = 100;
sprintf(s, "%.2f", i);
會打出什么東東來?"100.00"?對嗎?自己試試就知道了,同時也試試下面這個:
sprintf(s, "%.2f", (double)i);
第 一個打出來的肯定不是正確結果,原因跟前面提到的一樣,參數壓棧時調用者並不知道跟i相對應的格式控制符是個"%f"。而函數執行時函數本身則並不知道當 年被壓入棧里的是個整數,於是可憐的保存整數i 的那4 個字節就被不由分說地強行作為浮點數格式來解釋了,整個亂套了。不過,如果有人有興趣使用手工編碼一個浮點數,那么倒可以使用這種方法來檢驗一下你手工編 排的結果是否正確。

 

三、字符

/Ascii

碼對照

我們知道,在C/C++語言中,char 也是一種普通的scalable 類型,除了字長之外,它與short,int,long 這些類型沒有本質區別,只不過被大家習慣用來表示字符和字符串而已。(或許當年該把這 個類型叫做"byte",然后現在就可以根據實際情況,使用byte 或short 來把char 通過typedef 定義出來,這樣更合適些)於是,使用"%d"或者"%x"打印一個字符,便能得出它的10 進制或16 進制的ASCII 碼;反過來,使用"%c"打印一個整數,便可以看到它所對應的ASCII 字符。以下程序段把所有可見字符的ASCII 碼對照表打印到屏幕上(這里采用printf,注意"#"與"%X"合用時自動為16 進制數增加"0X"前綴):
for(int i = 32; i < 127; i++) {
printf("[ %c ]: %3d 0x%#04X\n", i, i, i);
}

 

 

四、連接字符串


sprintf 的格式控制串中既然可以插入各種東西,並最終把它們"連成一串",自然也就能夠連接字符串,從而在許多場合可以替代strcat,但sprintf 能夠一次連接多個字符串(自然也可以同時在它們中間插入別的內容,總之非常靈活)。比如:
char* who = "I";
char* whom = "CSDN";
sprintf(s, "%s love %s.", who, whom); //產生:"I love CSDN. "
strcat 只能連接字符串(一段以''結尾的字符數組或叫做字符緩沖,null-terminated-string),但有時我們有兩段字符緩沖區,他們並不是以 ''結尾。比如許多從第三方庫函數中返回的字符數組,從硬件或者網絡傳輸中讀進來的字符流,它們未必每一段字符序列后面都有個相應的''來結尾。如果直接 連接,不管是sprintf 還是strcat 肯定會導致非法內存操作,而strncat 也至少要求第一個參數是個null-terminated-string,那該怎么辦呢?我們自然會想起前面介紹打印整數和浮點數時可以指定寬度,字符串 也一樣的。比如:
char a1[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'};
char a2[] = {'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N'};
如果:
sprintf(s, "%s%s", a1, a2); //Don't do that!
十有八九要出問題了。是否可以改成:
sprintf(s, "%7s%7s", a1, a2);
也沒好到哪兒去,正確的應該是:
sprintf(s, "%.7s%.7s", a1, a2);//產生:"ABCDEFGHIJKLMN"
這 可以類比打印浮點數的"%m.nf",在"%m.ns"中,m 表示占用寬度(字符串長度不足時補空格,超出了則按照實際寬度打印),n 才表示從相應的字符串中最多取用的字符數。通常在打印字符串時m 沒什么大用,還是點號后面的n 用的多。自然,也可以前后都只取部分字符:
sprintf(s, "%.6s%.5s", a1, a2);//產生:"ABCDEFHIJKL"
在許多時候,我們或許還希望這些格式控制符中用以指定長度信息的數字是動態的,而不是靜態指定的,因為許多時候,程序要到運行時才會清楚到底需要取字符數 組 中的幾個字符,這種動態的寬度/精度設置功能在sprintf 的實現中也被考慮到了,sprintf 采用"*"來占用一個本來需要一個指定寬度或精度的常數數字的位置,同樣,而實際的寬度或精度就可以和其它被打印的變量一樣被提供出來,於是,上面的例子 可以變成:
sprintf(s, "%.*s%.*s", 7, a1, 7, a2);
或者:
sprintf(s, "%.*s%.*s", sizeof(a1), a1, sizeof(a2), a2);
實際上,前面介紹的打印字符、整數、浮點數等都可以動態指定那些常量值,比如:
sprintf(s, "%-*d", 4, 'A'); //產生"65 "
sprintf(s, "%#0*X", 8, 128); //產生"0X000080","#"產生0X
sprintf(s, "%*.*f", 10, 2, 3.1415926); //產生" 3.14"

 

 

五、打印地址信息


有時調試程序時,我們可能想查看某些變量或者成員的地址,由於地址或者指針也不過是個32 位的數,你完全可以使用打印無符號整數的"%u"把他們打印出來:
sprintf(s, "%u", &i);
不過通常人們還是喜歡使用16 進制而不是10 進制來顯示一個地址:
sprintf(s, "%08X", &i);
然而,這些都是間接的方法,對於地址打印,sprintf 提供了專門的"%p":
sprintf(s, "%p", &i);
我覺得它實際上就相當於:
sprintf(s, "%0*x", 2 * sizeof(void *), &i);
利用sprintf 的返回值
較少有人注意printf/sprintf 函數的返回值,但有時它卻是有用的,spritnf 返回了本次函數調用最終打印到字符緩沖區中的字符數目。也就是說每當一次sprinf 調用結束以后,你無須再調用一次strlen 便已經知道了結果字符串的長度。如:int len = sprintf(s, "%d", i);對於正整數來說,len 便等於整數i 的10 進制位數。下面的是個完整的例子,產生10 個[0, 100)之間的隨機數,並將他們打印到一個字符數組s 中,以逗號分隔開。
#include 
#include 
#include 
int main() {
srand(time(0));
char s[64];
int offset = 0;
for(int i = 0; i < 10; i++) {
offset += sprintf(s + offset, "%d,", rand() % 100);
}
s[offset - 1] = '\n';//將最后一個逗號換成換行符。
printf(s);
return 0;
}
設想當你從數據庫中取出一條記錄,然后希望把他們的各個字段按照某種規則連接成一個字符串時,就可以使用這種方法,從理論上講,他應該比不斷的 strcat 效率高,因為strcat 每次調用都需要先找到最后的那個''的位置,而在上面給出的例子中,我們每次都利用sprintf 返回值把這個位置直接記下來了。

 

 

六、使用

sprintf

的常見問題


sprintf 是個變參函數,使用時經常出問題,而且只要出問題通常就是能導致程序崩潰的內存訪問錯誤,但好在由sprintf 誤用導致的問題雖然嚴重,卻很容易找出,無非就是那么幾種情況,通常用眼睛再把出錯的代碼多看幾眼就看出來了。

 

  1. 緩沖區溢出
    第一個參數的長度太短了,沒的說,給個大點的地方吧。當然也可能是后面的參數的問題,建議變參對應一定要細心,而打印字符串時,盡量使用"%.ns"的形式指定最大字符數。
  2. 忘記了第一個參數低級得不能再低級問題,用printf 用得太慣了。//偶就常犯。
  3. 變參對應出問題
    通常是忘記了提供對應某個格式符的變參,導致以后的參數統統錯位,檢查檢查吧。尤其是對應"*"的那些參數,都提供了嗎?不要把一個整數對應一個"%s",編譯器會覺得你欺她太甚了(編譯器是obj 和exe 的媽媽,應該是個女的,:P)。

 

七、其他


strftime
sprnitf 還有個不錯的表妹:strftime,專門用於格式化時間字符串的,用法跟她表哥很像,也是一大堆格式控制符,只是畢竟小姑娘家心細,她還要調用者指定緩沖區的最大長度,可能是為了在出現問題時可以推卸責任吧。這里舉個例子:
time_t t = time(0);
//產生"YYYY-MM-DD hh:mm:ss"格式的字符串。
char s[32];
strftime(s, sizeof(s), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", localtime(&t));



printf大家都耳熟能詳,但是能真正將其用法弄透的估計很少見。
轉一篇,改天整理。

1.轉換說明符
%a(%A)     浮點數、十六進制數字和p-(P-)記數法(C99)
%c         字符
%d         有符號十進制整數
%f         浮點數(包括float和doulbe)
%e(%E)     浮點數指數輸出[e-(E-)記數法]
%g(%G)     浮點數不顯無意義的零"0"
%i         有符號十進制整數(與%d相同)
%u         無符號十進制整數
%o         八進制整數
%x(%X)     十六進制整數0f(0F)   e.g.   0x1234
%p         指針
%s         字符串
%%         輸出字符%

2.標志
左對齊:"-"   比如:"%-20s"
右對齊:"+"   比如:"%+20s"
空格:若符號為正,則顯示空格,負則顯示"-"  比如:"% 6.2f"      
#:對c,s,d,u類無影響;對o類,在輸出時加前綴o;對x類,在輸出時加前綴0x;對e,g,f 類當結果有小數時才給出小數點。

printf的格式控制的完整格式:
% - 0 m.n l或h 格式字符

下面對組成格式說明的各項加以說明:

①%:表示格式說明的起始符號,不可缺少。
②-:有-表示左對齊輸出,如省略表示右對齊輸出。
③0:有0表示指定空位填0,如省略表示指定空位不填。
④m.n:m指域寬,即對應的輸出項在輸出設備上所占的字符數。N指精度。用於說明輸出的實型數的小數位數。未指定n時,隱含的精度為n=6位。
⑤l或h:l對整型指long型,對實型指double型。h用於將整型的格式字符修正為short型。

格式字符 
格式字符用以指定輸出項的數據類型和輸出格式。
①d格式:用來輸出十進制整數。有以下幾種用法:
%d:按整型數據的實際長度輸出。
%md:m為指定的輸出字段的寬度。如果數據的位數小於m,則左端補以空格,若大於m,則按實際位數輸出。
%ld:輸出長整型數據。
②o格式:以無符號八進制形式輸出整數。對長整型可以用"%lo"格式輸出。同樣也可以指定字段寬度用“%mo”格式輸出。
例:
main()
{ int a = -1;
printf("%d, %o", a, a);
}
運行結果:-1,177777
程序解析:-1在內存單元中(以補碼形式存放)為(1111111111111111)2,轉換為八進制數為(177777)8。
③x格式:以無符號十六進制形式輸出整數。對長整型可以用"%lx"格式輸出。同樣也可以指定字段寬度用"%mx"格式輸出。
④u格式:以無符號十進制形式輸出整數。對長整型可以用"%lu"格式輸出。同樣也可以指定字段寬度用“%mu”格式輸出。
⑤c格式:輸出一個字符。
⑥s格式:用來輸出一個串。有幾中用法
%s:例如:printf("%s", "CHINA")輸出"CHINA"字符串(不包括雙引號)。
%ms:輸出的字符串占m列,如字符串本身長度大於m,則突破獲m的限制,將字符串全部輸出。若串長小於m,則左補空格。
%-ms:如果串長小於m,則在m列范圍內,字符串向左靠,右補空格。
%m.ns:輸出占m列,但只取字符串中左端n個字符。這n個字符輸出在m列的右側,左補空格。
%-m.ns:其中m、n含義同上,n個字符輸出在m列范圍的左側,右補空格。如果n>m,則自動取n值,即保證n個字符正常輸出。
⑦f格式:用來輸出實數(包括單、雙精度),以小數形式輸出。有以下幾種用法:
%f:不指定寬度,整數部分全部輸出並輸出6位小數。
%m.nf:輸出共占m列,其中有n位小數,如數值寬度小於m左端補空格。 
%-m.nf:輸出共占n列,其中有n位小數,如數值寬度小於m右端補空格。
⑧e格式:以指數形式輸出實數。可用以下形式:
%e:數字部分(又稱尾數)輸出6位小數,指數部分占5位或4位。
%m.ne和%-m.ne:m、n和”-”字符含義與前相同。此處n指數據的數字部分的小數位數,m表示整個輸出數據所占的寬度。
⑨g格式:自動選f格式或e格式中較短的一種輸出,且不輸出無意義的零。

---------------------------------------
關於printf函數的進一步說明:
如果想輸出字符"%",則應該在“格式控制”字符串中用連續兩個%表示,如:
printf("%f%%", 1.0/3);
輸出0.333333%。

對於單精度數,使用%f格式符輸出時,僅前7位是有效數字,小數6位.
對於雙精度數,使用%lf格式符輸出時,前16位是有效數字,小數6位.

對於m.n的格式還可以用如下方法表示
char ch[20];
printf("%*.*s\n",m,n,ch);
前邊的*定義的是總的寬度,后邊的*定義的是輸出的個數。分別對應外面的參數m和n 。我想這種方法的好處是可以在語句之外對參數m和n賦值,從而控制輸出格式。


今天(06.6.9)又看到一種輸出格式 %n 可以將所輸出字符串的長度值賦紿一個變量, 見下例:

int slen;

printf("hello world%n", &slen);

執行后變量被賦值為11。


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM