printf()函数格式控制详解
Printf()介绍
printf()是C语言标准库函数,用于将格式化后的字符串输出到标准输出。标准输出,即标准输出文件,对应终端的屏幕。printf()申明于头文件stdio.h。
函数原型:
int printf ( const char * format, ... );
返回值:
正确返回输出的字符总数,错误返回负值,与此同时,输入输出流错误标志将被置值,可由指示器ferror来检查输入输出流的错误标志。
调用格式:
printf()函数的调用格式为:printf("格式化字符串",输出表列)
。
格式化字符串包含三种对象,分别为:
(1)字符串常量;
(2)格式控制字符串;
(3)转义字符。
字符串常量原样输出,在显示中起提示作用。输出表列中给出了各个输出项,要求格式控制字符串和各输出项在数量和类型上应该一一对应。其中格式控制字符串是以%开头的字符串,在%后面跟有各种格式控制符,以说明输出数据的类型、宽度、精度等。
格式控制详解:
printf的格式控制字符串组成如下:
%[flags][width][.prec][length]type
1.类型(type)
type是格式控制字符串的重中之重,是必不可少的组成部分,其它的选项都是可选的。type用于规定输出数据的类型,含义如下:
字符 | 对应数据类型 | 含义 | 示例 |
---|---|---|---|
d/i | int | 输出十进制有符号32bits整数,i是老式写法 |
输出123 |
o | unsigned int | 无符号8进制(octal)整数(不输出前缀0) | printf("0%o",123); 输出0173 |
u | unsigned int | 无符号10进制整数 | printf("%u",123); 输出123 |
x/X | unsigned int | 无符号16进制整数,x对应的是abcdef,X对应的是ABCDEF(不输出前缀0x) | printf("0x%x 0x%X",123,123); 输出0x7b 0x7B |
f/lf | float(double) | 单精度浮点数用f,双精度浮点数用lf(printf可混用,但scanf不能混用) | printf("%.9f %.9lf",0.000000123,0.000000123); 输出0.000000123 0.000000123。注意指定精度,否则printf默认精确到小数点后六位 |
F | float(double) | 与f格式相同,只不过 infinity 和 nan 输出为大写形式。 | 例如printf("%f %F %f %F\n",INFINITY,INFINITY,NAN,NAN); 输出结果为inf INF nan NAN |
e/E | float(double) | 科学计数法,使用指数(Exponent)表示浮点数,此处”e”的大小写代表在输出时“e”的大小写 | printf("%e %E",0.000000123,0.000000123); 输出1.230000e-07 1.230000E-07 |
g | float(double) | 根据数值的长度,选择以最短的方式输出,%f或%e | printf("%g %g",0.000000123,0.123); 输出1.23e-07 0.123 |
G | float(double) | 根据数值的长度,选择以最短的方式输出,%f或%E | printf("%G %G",0.000000123,0.123); 输出1.23E-07 0.123 |
c | char | 字符型。可以把输入的数字按照ASCII码相应转换为对应的字符 | printf("%c\n",64) 输出A |
s | char* | 字符串。输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‘结尾) | printf("%s","测试test"); 输出:测试test |
S | wchar_t* | 宽字符串。输出字符串中的字符直至字符串中的空字符(宽字符串以两个空字符’\0‘结尾) | setlocale(LC_ALL,"zh_CN.UTF-8"); wchar_t wtest[]=L"测试Test"; printf("%S\n",wtest); 输出:测试test |
p | void* | 以16进制形式输出指针 | printf("%010p","lvlv"); 输出:0x004007e6 |
n | int* | 什么也不输出。%n对应的参数是一个指向signed int的指针,在此之前输出的字符数将存储到指针所指的位置 | int num=0; printf("lvlv%n",&num); printf("num:%d",num); 输出:lvlvnum:4 |
% | 字符% | 输出字符‘%’(百分号)本身 | printf("%%"); 输出:% |
m | 无 | 打印errno值对应的出错内容 | printf("%m\n"); |
a/A | float(double) | 十六进制p计数法输出浮点数,a为小写,A为大写 | printf("%a %A",15.15,15.15); 输出:0x1.e4ccccccccccdp+3 0X1.E4CCCCCCCCCCDP+3 |
注意:
(1)使用printf输出宽字符时,需要使用setlocale指定本地化信息并同时指明当前代码的编码方式。除了使用%S,还可以使用%ls。
(2)%a和%A是C99引入的格式化类型,采用十六进制p计数法输出浮点数。p计数法类似E科学计数法,但不同。数以0x开头,然后是16进制浮点数部分,接着是p后面是以 2为底的阶码。以上面输出的15.15为例,推算输出结果。15.15转换成二进制为1111.00 1001 1001 1001 1001 ...
,因为二进制表示数值的离散特点,计算机对于小数有时是不能精确表示的,比如0.5可以精确表示为0.120.12,而0.15却不能精确表示。将15.15对应的二进制右移三位,为1.1110 0100 1100 1100 1100 ...
转换对应的十六进制就是0x1.e4ccccccccccd,注意舍入时向高位进了1位。由于右移三位,所以二进制阶码就是3。最后的结果就是0x1.e4ccccccccccdp+3。
(3)格式控制字符串除了指明输出的数据类型,还可以包含一些其它的可选的格式说明,依序有 flags, width, .precision and length。下面一一讲解。
2.标志(flags)
flags规定输出样式,取值和含义如下:
字符 | 名称 | 说明 |
---|---|---|
- | 减号 | 结果左对齐,右边填空格。默认是右对齐,左边填空格。 |
+ | 加号 | 输出符号(正号或负号) |
space | 空格 | 输出值为正时加上空格,为负时加上负号 |
# | 井号 | type是o、x、X时,增加前缀0、0x、0X。 type是a、A、e、E、f、g、G时,一定使用小数点。默认的,如果使用.0控制不输出小数部分,则不输出小数点。 type是g、G时,尾部的0保留。 |
0 | 数字零 | 将输出的前面补上0,直到占满指定列宽为止(不可以搭配使用“-”) |
示例:
printf("%5d\n",1000); //默认右对齐,左边补空格
printf("%-5d\n",1000); //左对齐,右边补空格
printf("%+d %+d\n",1000,-1000); //输出正负号
printf("% d % d\n",1000,-1000); //正号用空格替代,负号输出
printf("%x %#x\n",1000,1000); //输出0x
printf("%.0f %#.0f\n",1000.0,1000.0)//当小数点后不输出值时依然输出小数点
printf("%g %#g\n",1000.0,1000.0); //保留小数点后后的0
printf("%05d\n",1000); //前面补0
输出结果为:
3.输出最小宽度(width)
用十进制整数来表示输出的最少位数。若实际位数多于指定的宽度,则按实际位数输出,若实际位数少于定义的宽度则补以空格或0。width的可能取值如下:
width | 描述 | 示例 |
---|---|---|
数值 | 十进制整数 | printf("%06d",1000); 输出:001000 |
* | 星号。不显示指明输出最小宽度,而是以星号代替,在printf的输出参数列表中给出 | printf("%0*d",6,1000); 输出:001000 |
4.精度(.precision)
精度格式符以“.”开头,后跟十进制整数。可取值如下:
.precision | 描述 |
---|---|
.数值 | 十进制整数。 (1)对于整型(d,i,o,u,x,X),precision表示输出的最小的数字个数,不足补前导零,超过不截断。 (2)对于浮点型(a, A, e, E, f ),precision表示小数点后数值位数,默认为六位,不足补后置0,超过则截断。 (3)对于类型说明符g或G,表示可输出的最大有效数字。 (4)对于字符串(s),precision表示最大可输出字符数,不足正常输出,超过则截断。 precision不显示指定,则默认为0 |
.* | 以星号代替数值,类似于width中的*,在输出参数列表中指定精度。 |
示例:
printf("%.8d\n",1000); //不足指定宽度补前导0,效果等同于%06d
printf("%.8f\n",1000.123456789);//超过精度,截断
printf("%.8f\n",1000.123456); //不足精度,补后置0
printf("%.8g\n",1000.123456); //最大有效数字为8位
printf("%.8s\n",“abcdefghij”); //超过指定长度截断
输出结果:
00001000
1000.12345679
1000.12345600
1000.1235
abcdefgh
注意,在对浮点数和整数截断时,存在四舍五入。
5.类型长度(length)
类型长度指明待输出数据的长度。因为相同类型可以有不同的长度,比如整型有16bits的short int,32bits的int,也有64bits的long int,浮点型有32bits的单精度float和64bits的双精度double。为了指明同一类型的不同长度,于是乎,类型长度(length)应运而生,成为格式控制字符串的一部分。
因为Markdown表格不支持单元格合并,背景颜色等样式,所以直接引用printf.C++ reference的表格。
注意:黄色背景行标识的类型长度说明符和相应的数据类型是C99引入的。
示例代码:
printf("%hhd\n",'A'); //输出有符号char
printf("%hhu\n",'A'+128); //输出无符号char
printf("%hd\n",32767); //输出有符号短整型short int
printf("%hu\n",65535); //输出无符号短整型unsigned short int
printf("%ld\n",0x7fffffffffffffff); //输出有符号长整型long int
printf("%lu\n",0xffffffffffffffff); //输出有符号长整型unsigned long int
输出结果:
65
193
32767
65535
9223372036854775807
18446744073709551615
注意:
long int到底是32bits还是64bits跟生成的程序是32bits还是64bits一一对应,如果使用g++编译程序的话,可通过-m32
或-m64
选项分别生成32bits和64bits的程序。因本人测试代码编译生成的是64bits的程序,所以long int也就是64btis。