1.printf()簡介

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

函數原型：

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

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

調用格式：
printf()函數的調用格式為: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量和類型上應該一一對應。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，以說明輸出數據的類型、寬度、精度等。

注：本文的所有示例代碼均在Linux環境下以g++ 4.4.6編譯成64位程序的執行。

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用于規定輸出數據的類型，含義如下：

字符對應數據類型含義示例

d/i	int	輸出十進制有符號32bits整數，i是老式寫法	printf("%i",123);輸出123
o	unsigned int	無符號8進制(octal)整數(不輸出前綴0)	printf(“0%o”,123);輸出0173
u	unsigned int	無符號10進制整數	printf("%u",123);輸出123
x/X	unsigned int	無符號16進制整數，x對應的是abcdef，X對應的是ABCDEF（不輸出前綴0x)	printf(“0x%x 0x%X”,123,123);輸出0x7b 0x7B
f/lf	float(double)	單精度浮點數用f,雙精度浮點數用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默認精確到小數點后六位
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);輸出結果為inf INF nan NAN
e/E	float(double)	科學計數法，使用指數(Exponent)表示浮點數，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)	根據數值的長度，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)	根據數值的長度，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。可以把輸入的數字按照ASCII碼相應轉換為對應的字符	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進制形式輸出指針	printf("%010p",“lvlv”);輸出：0x004007e6
n	int*	什么也不輸出。%n對應的參數是一個指向signed int的指針，在此之前輸出的字符數將存儲到指針所指的位置	int num=0;printf(“lvlv%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值對應的出錯內容	printf("%m\n");
a/A	float(double)	十六進制p計數法輸出浮點數，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，采用十六進制p計數法輸出浮點數。p計數法類似E科學計數法，但不同。數以0x開頭，然后是16進制浮點數部分，接著是p后面是以 2為底的階碼。以上面輸出的15.15為例，推算輸出結果。15.15轉換成二進制為1111.00 1001 1001 1001 1001 …，因為二進制表示數值的離散特點，計算機對于小數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對應的二進制右移三位，為1.1110 0100 1100 1100 1100 …轉換對應的十六進制就是0x1.e4ccccccccccd，注意舍入時向高位進了1位。由于右移三位，所以二進制階碼就是3。最后的結果就是0x1.e4ccccccccccdp+3。

（3）格式控制字符串除了指明輸出的數據類型，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標志（flags）

flags規定輸出樣式，取值和含義如下：

字符名稱說明

-	減號	結果左對齊，右邊填空格。默認是右對齊，左邊填空格。
+	加號	輸出符號(正號或負號)
space	空格	輸出值為正時加上空格，為負時加上負號
#	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，一定使用小數點。默認的，如果使用.0控制不輸出小數部分，則不輸出小數點。type是g、G時，尾部的0保留。
0	數字零	將輸出的前面補上0，直到占滿指定列寬為止（不可以搭配使用“-”）

示例：

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

2.3輸出最小寬度（width）

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

width描述示例

數值	十進制整數	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的輸出參數列表中給出	printf("%0*d",6,1000);輸出:001000

2.4精度（.precision）

.precision描述

.數值	十進制整數。（1)對于整型（d,i,o,u,x,X）,precision表示輸出的最小的數字個數，不足補前導零，超過不截斷。(2)對于浮點型（a, A, e, E, f ），precision表示小數點后數值位數，默認為六位，不足補后置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字。(4)對于字符串（s），precision表示最大可輸出字符數，不足正常輸出，超過則截斷。precision不顯示指定，則默認為0
.*	以星號代替數值，類似于width中的*，在輸出參數列表中指定精度。

示例：

printf("%.8d\n",1000); //不足指定寬度補前導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，補后置0 printf("%.8g\n",1000.123456); //最大有效數字為8位 printf("%.8s\n",“abcdefghij”); //超過指定長度截斷

輸出結果：

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據的長度。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：黃色背景行標識的類型長度說明符和相應的數據類型是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，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.轉義字符

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

轉義字符意義

\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.關于printf緩沖

在printf的實現中，在調用write之前先寫入IO緩沖區，這是一個用戶空間的緩沖。系統調用是軟中斷，頻繁調用，需要頻繁陷入內核態，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用write系統調用，減少IO次數，提高效率。

printf在glibc中默認為行緩沖，遇到以下幾種情況會刷新緩沖區，輸出內容：
（1）緩沖區填滿；
（2）寫入的字符中有換行符\n或回車符\r；
（3）調用fflush手動刷新緩沖區；
（4）調用scanf要從輸入緩沖區中讀取數據時，也會將輸出緩沖區內的數據刷新。

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

printf在VC++中默認關閉緩沖區，輸出時會及時的輸到屏幕。如果顯示開啟緩沖區，只能設置全緩沖。因為微軟閉源，所以無法研究printf函數的實現源碼。

Linux和Windows下的緩沖區管理可見：C的全緩沖、行緩沖和無緩沖

5.printf與wprintf不能同時使用

該小結寫在2018年1月15日。兩年后的今日，在網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，發現將printf和wprintf同時使用時，則后使用的函數沒有輸出。這里建議不要同時使用printf和wprintf，以免發生錯誤。

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建時，不存在流定向，一旦使用了printf(多字節流)或wprintf(寬字符流)后，就被設置為對應的流定向，且無法更改。可以使用如下函數獲取當前輸出流的流定向。

// //@param:stream:文件流；mode：取值可以>0，=0或<0 //@ret:<0:流已被設置為多字節流定向；=0:流尚未被設置；>0:流已被設置為寬字符流定向 // int fwide (FILE* stream, int mode);//獲取當前標準輸出流定向 int ret=fwide(stdout,0);

通過fwide可以設置當前流定向，前提是未有任何的I/O操作，也就是當前流尚未被設置任何流定向。順帶吐槽一下，不知為何標準庫函數fwide為何實現的如此受限。具體操作如下：

//設置標準輸出流定向為多字節流定向 fwide(stdout,-1);//設置標準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）統一使用一種函數。
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。

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

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

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