1.printf()簡介

printf()是C語言標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，用于將格式化后的字符串輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出。標(biāo)準(zhǔn)輸出，即標(biāo)準(zhǔn)輸出文件，對應(yīng)終端的屏幕。printf()申明于頭文件stdio.h。

函數(shù)原型：

int printf ( const char * format, ... );

返回值：
正確返回輸出的字符總數(shù)，錯誤返回負(fù)值，與此同時，輸入輸出流錯誤標(biāo)志將被置值，可由指示器ferror來檢查輸入輸出流的錯誤標(biāo)志。

調(diào)用格式：
printf()函數(shù)的調(diào)用格式為:printf(“格式化字符串”,輸出表列)。

格式化字符串包含三種對象，分別為：
（1）字符串常量；
（2）格式控制字符串；
（3）轉(zhuǎn)義字符。
字符串常量原樣輸出，在顯示中起提示作用。輸出表列中給出了各個輸出項，要求格式控制字符串和各輸出項在數(shù)量和類型上應(yīng)該一一對應(yīng)。其中格式控制字符串是以%開頭的字符串，在%后面跟有各種格式控制符，以說明輸出數(shù)據(jù)的類型、寬度、精度等。

注：本文的所有示例代碼均在Linux環(huán)境下以g++ 4.4.6編譯成64位程序的執(zhí)行。

2.格式控制字符串詳解

printf的格式控制字符串組成如下：

%[flags][width][.prec][length]type

分別為：

%[標(biāo)志][最小寬度][.精度][類型長度]類型。

2.1類型（type）

首先說明類型，因為類型是格式控制字符串的重中之重，是必不可少的組成部分，其它的選項都是可選的。type用于規(guī)定輸出數(shù)據(jù)的類型，含義如下：

字符對應(yīng)數(shù)據(jù)類型含義示例

d/i	int	輸出十進(jìn)制有符號32bits整數(shù)，i是老式寫法	printf("%i",123);輸出123
o	unsigned int	無符號8進(jìn)制(octal)整數(shù)(不輸出前綴0)	printf(“0%o”,123);輸出0173
u	unsigned int	無符號10進(jìn)制整數(shù)	printf("%u",123);輸出123
x/X	unsigned int	無符號16進(jìn)制整數(shù)，x對應(yīng)的是abcdef，X對應(yīng)的是ABCDEF（不輸出前綴0x)	printf(“0x%x 0x%X”,123,123);輸出0x7b 0x7B
f/lf	float(double)	單精度浮點數(shù)用f,雙精度浮點數(shù)用lf(printf可混用，但scanf不能混用)	printf("%.9f %.9lf",0.000000123,0.000000123);輸出0.000000123 0.000000123。注意指定精度，否則printf默認(rèn)精確到小數(shù)點后六位
F	float(double)	與f格式相同，只不過 infinity 和 nan 輸出為大寫形式。	例如printf("%f %F %f %F\n",INFINITY,INFINITY,NAN,NAN);輸出結(jié)果為inf INF nan NAN
e/E	float(double)	科學(xué)計數(shù)法，使用指數(shù)(Exponent)表示浮點數(shù)，此處”e”的大小寫代表在輸出時“e”的大小寫	printf("%e %E",0.000000123,0.000000123);輸出1.230000e-07 1.230000E-07
g	float(double)	根據(jù)數(shù)值的長度，選擇以最短的方式輸出，%f或%e	printf("%g %g",0.000000123,0.123);輸出1.23e-07 0.123
G	float(double)	根據(jù)數(shù)值的長度，選擇以最短的方式輸出，%f或%E	printf("%G %G",0.000000123,0.123);輸出1.23E-07 0.123
c	char	字符型。可以把輸入的數(shù)字按照ASCII碼相應(yīng)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的字符	printf("%c\n",64)輸出A
s	char*	字符串。輸出字符串中的字符直至字符串中的空字符（字符串以空字符’\0‘結(jié)尾）	printf("%s",“測試test”);輸出：測試test
S	wchar_t*	寬字符串。輸出字符串中的字符直至字符串中的空字符（寬字符串以兩個空字符’\0‘結(jié)尾）	setlocale(LC_ALL,“zh_CN.UTF-8”);wchar_t wtest[]=L"測試Test";printf("%S\n",wtest);輸出：測試test
p	void*	以16進(jìn)制形式輸出指針	printf("%010p",“l(fā)vlv”);輸出：0x004007e6
n	int*	什么也不輸出。%n對應(yīng)的參數(shù)是一個指向signed int的指針，在此之前輸出的字符數(shù)將存儲到指針?biāo)傅奈恢?/td>	int num=0;printf(“l(fā)vlv%n”,&num);printf(“num:%d”,num);輸出:lvlvnum:4
%	字符%	輸出字符‘%’（百分號）本身	printf("%%");輸出:%
m	無	打印errno值對應(yīng)的出錯內(nèi)容	printf("%m\n");
a/A	float(double)	十六進(jìn)制p計數(shù)法輸出浮點數(shù)，a為小寫，A為大寫	printf("%a %A",15.15,15.15);輸出：0x1.e4ccccccccccdp+3 0X1.E4CCCCCCCCCCDP+3

注意：
1）使用printf輸出寬字符時，需要使用setlocale指定本地化信息并同時指明當(dāng)前代碼的編碼方式。除了使用%S，還可以使用%ls。
（2）%a和%A是C99引入的格式化類型，采用十六進(jìn)制p計數(shù)法輸出浮點數(shù)。p計數(shù)法類似E科學(xué)計數(shù)法，但不同。數(shù)以0x開頭，然后是16進(jìn)制浮點數(shù)部分，接著是p后面是以 2為底的階碼。以上面輸出的15.15為例，推算輸出結(jié)果。15.15轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為1111.00 1001 1001 1001 1001 …，因為二進(jìn)制表示數(shù)值的離散特點，計算機(jī)對于小數(shù)有時是不能精確表示的，比如0.5可以精確表示為，而0.15卻不能精確表示。將15.15對應(yīng)的二進(jìn)制右移三位，為1.1110 0100 1100 1100 1100 …轉(zhuǎn)換對應(yīng)的十六進(jìn)制就是0x1.e4ccccccccccd，注意舍入時向高位進(jìn)了1位。由于右移三位，所以二進(jìn)制階碼就是3。最后的結(jié)果就是0x1.e4ccccccccccdp+3。

（3）格式控制字符串除了指明輸出的數(shù)據(jù)類型，還可以包含一些其它的可選的格式說明，依序有 flags, width, .precision and length。下面一一講解。

2.2標(biāo)志（flags）

flags規(guī)定輸出樣式，取值和含義如下：

字符名稱說明

-	減號	結(jié)果左對齊，右邊填空格。默認(rèn)是右對齊，左邊填空格。
+	加號	輸出符號(正號或負(fù)號)
space	空格	輸出值為正時加上空格，為負(fù)時加上負(fù)號
#	井號	type是o、x、X時，增加前綴0、0x、0X。type是a、A、e、E、f、g、G時，一定使用小數(shù)點。默認(rèn)的，如果使用.0控制不輸出小數(shù)部分，則不輸出小數(shù)點。type是g、G時，尾部的0保留。
0	數(shù)字零	將輸出的前面補(bǔ)上0，直到占滿指定列寬為止（不可以搭配使用“-”）

示例：

printf("%5d\n",1000); //默認(rèn)右對齊,左邊補(bǔ)空格 printf("%-5d\n",1000); //左對齊,右邊補(bǔ)空格printf("%+d %+d\n",1000,-1000); //輸出正負(fù)號printf("% d % d\n",1000,-1000); //正號用空格替代，負(fù)號輸出printf("%x %#x\n",1000,1000); //輸出0xprintf("%.0f %#.0f\n",1000.0,1000.0)//當(dāng)小數(shù)點后不輸出值時依然輸出小數(shù)點printf("%g %#g\n",1000.0,1000.0); //保留小數(shù)點后后的0printf("%05d\n",1000); //前面補(bǔ)0

2.3輸出最小寬度（width）

用十進(jìn)制整數(shù)來表示輸出的最少位數(shù)。若實際位數(shù)多于指定的寬度，則按實際位數(shù)輸出，若實際位數(shù)少于定義的寬度則補(bǔ)以空格或0。width的可能取值如下：

width描述示例

數(shù)值	十進(jìn)制整數(shù)	printf("%06d",1000);輸出:001000
*	星號。不顯示指明輸出最小寬度，而是以星號代替，在printf的輸出參數(shù)列表中給出	printf("%0*d",6,1000);輸出:001000

2.4精度（.precision）

.precision描述

.數(shù)值	十進(jìn)制整數(shù)。（1)對于整型（d,i,o,u,x,X）,precision表示輸出的最小的數(shù)字個數(shù)，不足補(bǔ)前導(dǎo)零，超過不截斷。(2)對于浮點型（a, A, e, E, f ），precision表示小數(shù)點后數(shù)值位數(shù)，默認(rèn)為六位，不足補(bǔ)后置0，超過則截斷。(3)對于類型說明符g或G，表示可輸出的最大有效數(shù)字。(4)對于字符串（s），precision表示最大可輸出字符數(shù)，不足正常輸出，超過則截斷。precision不顯示指定，則默認(rèn)為0
.*	以星號代替數(shù)值，類似于width中的*，在輸出參數(shù)列表中指定精度。

示例：

printf("%.8d\n",1000); //不足指定寬度補(bǔ)前導(dǎo)0，效果等同于%06d printf("%.8f\n",1000.123456789);//超過精度，截斷 printf("%.8f\n",1000.123456); //不足精度，補(bǔ)后置0 printf("%.8g\n",1000.123456); //最大有效數(shù)字為8位 printf("%.8s\n",“abcdefghij”); //超過指定長度截斷

輸出結(jié)果：

00001000 1000.12345679 1000.12345600 1000.1235 abcdefgh

2.5類型長度（length）

類型長度指明待輸出數(shù)據(jù)的長度。因為相同類型可以有不同的長度，比如整型有16bits的short int，32bits的int，也有64bits的long int，浮點型有32bits的單精度float和64bits的雙精度double。為了指明同一類型的不同長度，于是乎，類型長度（length）應(yīng)運而生，成為格式控制字符串的一部分。

因為Markdown表格不支持單元格合并，背景顏色等樣式，所以直接引用printf.C++ reference的表格。

注意：黃色背景行標(biāo)識的類型長度說明符和相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型是C99引入的。

示例代碼：

printf("%hhd\n",'A'); //輸出有符號char printf("%hhu\n",'A'+128); //輸出無符號char printf("%hd\n",32767); //輸出有符號短整型short int printf("%hu\n",65535); //輸出無符號短整型unsigned short int printf("%ld\n",0x7fffffffffffffff); //輸出有符號長整型long int printf("%lu\n",0xffffffffffffffff); //輸出有符號長整型unsigned long int

輸出結(jié)果：

65 193 32767 65535 9223372036854775807 18446744073709551615

注意：
long int到底是32bits還是64bits跟生成的程序是32bits還是64bits一一對應(yīng)，如果使用g++編譯程序的話，可通過-m32或-m64選項分別生成32bits和64bits的程序。因本人測試代碼編譯生成的是64bits的程序，所以long int也就是64btis。

3.轉(zhuǎn)義字符

轉(zhuǎn)義字符在字符串中會被自動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)操作命令。printf()使用的常見轉(zhuǎn)義字符如下：

轉(zhuǎn)義字符意義

\a	警報（響鈴）符
\b	回退符
\f	換頁符
\n	換行符
\r	回車符
\t	橫向制表符
\v	縱向制表符
\	反斜杠
\”	雙引號

4.關(guān)于printf緩沖

在printf的實現(xiàn)中，在調(diào)用write之前先寫入IO緩沖區(qū)，這是一個用戶空間的緩沖。系統(tǒng)調(diào)用是軟中斷，頻繁調(diào)用，需要頻繁陷入內(nèi)核態(tài)，這樣的效率不是很高，而printf實際是向用戶空間的IO緩沖寫，在滿足條件的情況下才會調(diào)用write系統(tǒng)調(diào)用，減少IO次數(shù)，提高效率。

printf在glibc中默認(rèn)為行緩沖，遇到以下幾種情況會刷新緩沖區(qū)，輸出內(nèi)容：
（1）緩沖區(qū)填滿；
（2）寫入的字符中有換行符\n或回車符\r；
（3）調(diào)用fflush手動刷新緩沖區(qū)；
（4）調(diào)用scanf要從輸入緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)時，也會將輸出緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)刷新。

可使用setbuf(stdout,NULL)關(guān)閉行緩沖，或者setbuf(stdout,uBuff)設(shè)置新的緩沖區(qū)，uBuff為自己指定的緩沖區(qū)。也可以使用setvbuf(stdout,NULL,_IOFBF,0);來改變標(biāo)準(zhǔn)輸出為全緩沖。全緩沖與行緩沖的區(qū)別在于遇到換行符不刷新緩沖區(qū)。

printf在VC++中默認(rèn)關(guān)閉緩沖區(qū)，輸出時會及時的輸?shù)狡聊弧Ｈ绻@示開啟緩沖區(qū)，只能設(shè)置全緩沖。因為微軟閉源，所以無法研究printf函數(shù)的實現(xiàn)源碼。

Linux和Windows下的緩沖區(qū)管理可見：C的全緩沖、行緩沖和無緩沖

5.printf與wprintf不能同時使用

該小結(jié)寫在2018年1月15日。兩年后的今日，在網(wǎng)上苦苦搜索尋求答案，終于解決了之前的疑惑。

在輸出寬字符串時，發(fā)現(xiàn)將printf和wprintf同時使用時，則后使用的函數(shù)沒有輸出。這里建議不要同時使用printf和wprintf，以免發(fā)生錯誤。

printf和wprintf不能同時輸出寬字符串的示例代碼如下：

#include <stdio.h> #include <wchar.h> #include <locale.h>int main(int argc,char* argv[]){char test[]="測試Test";setlocale(LC_ALL,"zh_CN.UTF-8");wchar_t wtest[]=L"0m~K0m~UTest";printf("printf:%S\n",wtest); //語句1：可正常輸出"測試Test"wprintf(L"wprintf:%S\n",wtest); //語句2：無任何內(nèi)容輸出 }

上面的代碼中語句1和語句二不能同時存在，否則只能正常輸出第一個。也不知道在Windows平臺是否也存在這種問題，有興趣的讀者可以嘗試一下。關(guān)于原因，GNU官方文檔中有明確說明不能同時使用printf與wprintf，參見The GNU C Library Section 12.6 Streams in Internationalized Applications，內(nèi)容如下：

It is important to never mix the use of wide and not wide operations on a stream. There are no diagnostics issued. The application behavior will simply be strange or the application will simply crash.

這里是因為輸出流在被創(chuàng)建時，不存在流定向，一旦使用了printf(多字節(jié)流)或wprintf(寬字符流)后，就被設(shè)置為對應(yīng)的流定向，且無法更改。可以使用如下函數(shù)獲取當(dāng)前輸出流的流定向。

// //@param:stream:文件流；mode：取值可以>0，=0或<0 //@ret:<0:流已被設(shè)置為多字節(jié)流定向；=0:流尚未被設(shè)置；>0:流已被設(shè)置為寬字符流定向 // int fwide (FILE* stream, int mode);//獲取當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)輸出流定向 int ret=fwide(stdout,0);

通過fwide可以設(shè)置當(dāng)前流定向，前提是未有任何的I/O操作，也就是當(dāng)前流尚未被設(shè)置任何流定向。順帶吐槽一下，不知為何標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)fwide為何實現(xiàn)的如此受限。具體操作如下：

//設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)輸出流定向為多字節(jié)流定向 fwide(stdout,-1);//設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)輸出流定向為寬字符流定向 fwide(stdout,1);

既然GNU C存在這個問題，那該如何解決呢？這里有兩種辦法：
（1）統(tǒng)一使用一種函數(shù)。
例如：

wprintf(L"%s","a\n"); wprintf(L"b\n");

或

printf("a\n"); printf("%ls\n",L"b");

2）使用freopen清空流定向。

//重新打開標(biāo)準(zhǔn)輸出流，清空流定向 FILE* pFile=freopen("/dev/tty","w",stdout); wprintf(L"wide freopen succeeded\n");//重新打開標(biāo)準(zhǔn)輸出流，清空流定向 pFile=freopen("/dev/tty","w",stdout); printf("narrow freopen succeeded\n");

上面可以讓printf與wprintf同時使用。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的printf()详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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