printf 函数格式控制

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	printf("%i",123); 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：

 1 printf("%5d\n",1000);                    //默认右对齐,左边补空格
 2 printf("%-5d\n",1000);                   //左对齐,右边补空格
 3
 4 printf("%+d %+d\n",1000,-1000);          //输出正负号
 5
 6 printf("% d % d\n",1000,-1000);          //正号用空格替代，负号输出
 7
 8 printf("%x %#x\n",1000,1000);            //输出0x
 9
10 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
11
12 printf("%g %#g\n",1000.0,1000.0);        //保留小数点后后的0
13
14 printf("%05d\n",1000);                   //前面补0

输出结果为：

3.宽度控制（width）

printf("%[填充字符][宽度][修饰符]格式", 表达式);

• 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以填充字符补位

width	描述
十进制整数	静态指定输出宽度：printf("%Nd\n", num);
*	动态指定输出宽度：printf("%*d\n", width, num);

printf("%4d \n", 123456);  // 123456

printf("%04d \n", 123);  // 0123

4.精度控制（.precision）

printf("%.精度[修饰符]格式", 表达式);

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：

1 printf("%.8d\n",1000);            //不足指定宽度补前导0，效果等同于%06d
2
3 printf("%.8f\n",1000.123456789);  //超过精度，截断
4
5 printf("%.8f\n",1000.123456);     //不足精度，补后置0
6
7 printf("%.8g\n",1000.123456);     //最大有效数字为8位
8
9 printf("%.8s\n",“abcdefghij”);    //超过指定长度截断

输出结果：

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：

 1 printf("%hhd\n",'A');               //输出有符号char
 2
 3 printf("%hhu\n",'A'+128);           //输出无符号char
 4
 5 printf("%hd\n",32767);              //输出有符号短整型short int
 6
 7 printf("%hu\n",65535);              //输出无符号短整型unsigned short int
 8
 9 printf("%ld\n",0x7fffffffffffffff); //输出有符号长整型long int
10
11 printf("%lu\n",0xffffffffffffffff); //输出有符号长整型unsigned long int

输出结果：

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。

转义控制符

参考：

1. Linux Printf Command Help and Examples (computerhope.com)

2. printf() — Print Formatted Characters - IBM Documentation

3. printf() — Print Formatted Characters - IBM Documentation