C++20中的字符串格式化方式format

使用format格式化字符串#

在初学C时大多数人写下的第一行代码应该都是hello world吧，其中使用到了打印函数printf，可以像这样使用：

int main() {
    const char* str = "hello, world";
    printf("%s", str);
}

这是很常用的输出方式，但是奇怪的是C++一直没有支持这种格式化字符串的方式（可能是因为C++完全兼容C？不过用C风格写C++总是感觉有点不爽），虽然流式的输出方式大多情况下也挺好用，但是在需要大量格式化参数的情况下简直是折磨~~老太太的裹脚布——又臭又长~~。
好在C++20引入了format来支持字符串的格式化。

format的使用方式#

可以像C中的格式化方式一样使用format，比如

string str{format("c++20 format int {}, char {}", 42, 'c')};
cout << str << endl;

输出结果

c++20 format int 42, char c

format通过{}来表示占位符，并且可以自动推导参数的类型。还可以通过输出迭代器的形式格式化字符串到一个string中

string str2;
    format_to(back_inserter(str2), "init int[{}], float[{}]", 42, 3.14);
    cout << str2 << endl;

输出

init int[42], float[3.14]

还支持手动指定下标，不过手动指定和自动指定不能混合使用

string str3 = format("fist =[{1}], second = [{0}]", 1, 0);
    cout << str3 << endl;

输出

fist =[0], second = [1]

需要注意的是，以上的使用都是针对的编译期常量字符串，也就是说要格式化的字符串需要是能在编译期就确定是什么样的，否则编译器会报错。如果字符串不能在编译期确定，那么需要使用以下形式：

string tmp_fmt{ "hello, {1}! there is number {0}" };
string name{ "xiaoming" };
int num = 42;
string str4 = vformat(tmp_fmt, make_format_args(42, name));
cout << str4 << endl;

输出结果

hello, xiaoming! there is number 42

这里允许tmp_fmt是个在运行期才确定的字符串，然后通过使用make_format_args这个函数给字符串指定参数，格式化后再输出。

格式控制#

直接给出format的格式控制方式.

{[placeholder]:[[fill]align][sign][#][0][width][.precision][type]}

以:来表示启动格式化方式，方括号中的各部分都是可选的。

参数	说明
placeholder: 前面说过了，表示从0开始数传递的第几个格式化的内容，可以省略。
[fill]align	[fill]指定占位符的填充格式字符， align表示fill填充的字符的对齐方式，`<`表示左对齐，`^`表示居中对齐，`>`表示右对齐。
sign	是数值符号显示标识，`+`表示显示正负号；`-`表示只显示负号(默认格式)；空格表示正数显示空格，负数显示负号。

| 表示显示前缀0b、0x等，浮点数显示小数点。#

0 | 表示补零，如果指定了对齐方式会被忽略。
width| 指定了字段的最小宽度。
.precision | 指定浮点数小数位数，和字符串输出字符数。
type | 指定输出类型，
b或B表示以二进制输出;
x或X表示以十六进制输出;
o表示以八进制输出;
e或E表示使用科学计数法;
f或F表示以固定精度输出;
g或G表示以指数的通用表示法输出;
a或A表示以十六进制表示法输出。

str = format("fill_, align 左对齐, width = 9, string = |{:_<9}|", 42);
cout << str << endl;
str = format("fill~, align 居中, width = 9, string = |{:~^9}|", 42);
cout << str << endl;
str = format("fill+, align 右对齐, width = 9, string = |{:+>9}|", 42);
cout << str << endl;
double pi = 3.14159265354;
cout << format("int type, sign +, type x, with 0 |{:+010x}|", 42) << endl;
cout << format("int type, sign +, type X, with # |{:+#10X}|", 42) << endl;
cout << format("double type,  type e, precision = 3, |{:^#10.3e}|", pi) << endl;

输出结果

fill_, align 左对齐, width = 9, string = |42_______|
fill~, align 居中, width = 9, string = |~~~42~~~~|
fill+, align 右对齐, width = 9, string = |+++++++42|
int type, sign +, type x, with 0 |+00000002a|
int type, sign +, type X, with # |     +0X2A|
double type,  type e, precision = 3, |3.142e+00 |

动态指定格式#

格式控制也是可以动态指定参数的

cout << format("[{0:<{2}.{1}}]", 3.14159265354, 10, 20) << endl;  // [3.141592654         ]
cout << format("[{0:<{2}.{1}f}]", 3.14159265354, 10, 20) << endl; // [3.1415926535        ]