【C】printf()使用占位符精细控制输出格式

受限于表格宽度，本文在电脑上阅读体验更好。

printf()的精细格式控制在大部分教科书里都没有详细描述，事实上也没必要。但有时学生OJ做题时又需要，建议老师们收藏本文，作为资料存档，待学生们需要时发群里。

本文引用自作者编写的下述图书; 本文允许以个人学习、教学等目的引用、讲授或转载，但需要注明原作者"海洋饼干叔
叔"；本文不允许以纸质及电子出版为目的进行抄摘或改编。
1.《Python编程基础及应用》，陈波，刘慧君，高等教育出版社。免费授课视频 Python编程基础及应用
2.《Python编程基础及应用实验教程》, 陈波，熊心志，张全和，刘慧君，赵恒军，高等教育出版社Python编程基础及应用实验教程
3. 《简明C及C++语言教程》，陈波，待出版书稿。免费授课视频

printf()函数提供丰富的占位符参数以便精细地控制输出格式。这些精细的控制在日常编程中用得不多，毕竟大部分的应用程序都是基于图形界面，而不是终端的。考虑到部分OJ系统中的在线编程题可能对输出格式作了精细要求，这里对printf()函数的格式化输出控制进行“详细”讨论。

1. 简单的printf()语法

//Project - Variable
#include <stdio.h>int main(){int n = 3;float fPrice = 3.6;float fAmount = n*fPrice;float fMoney = 20;fMoney = fMoney - fAmount;printf("%d apples, %.1f for each, %.2f in total.\n",n,fPrice,fAmount);printf("20 - %.2f = %.2f.",fAmount,fMoney);return 0;
}

上述代码的执行结果为：

3 apples, 3.6 for each, 10.80 in total.
20 - 10.80 = 9.20.

上述程序及图1展示了通过printf()进行格式化输出的最基本方法。程序中的printf( )函数共有4个参数，其中，第1个参数由双引号包裹，是一个字符串。该字符串中包含了三个占位符（place holder），在格式化输出过程中，这些占位符将依次由后续参数的值替换。图1展示了该行的各占位符、参数与输出文本之间的对应关系。

printf( )函数可以接受多个参数，其第1个参数预期为一个字符串，该字符串中的占位符个数以及要求的类型应与后续其他参数相匹配，否则会产生错误。最简单的占位符由一个%加上一个specifier说明符构成，specifier说明符详见表1。

2. 运用复杂占位符进行格式化输出

2.1 完整的占位符语法

一个完整的占位符格式如下，其中，[ ]表示其中的内容为可选项。在下述格式中，从前住后依次是%、标志(flags)、输出宽度(width)、精度(.precision)、类型长度（length）以及说明符（specifier）。其中，%以及末尾的specifier都是必需的。

%[flags][width][.precision][length]specifier

specifier说明符处于一个占位符的末尾，是占位符不可或缺的组成部分，它定义了printf()函数以何种类型来解释和输出与占位符匹配的参数。

表1 specifier说明符

说明符	输出	示例
d或i	有符号的十进制整数	827
u	无符号的十进制整数	2353
o	无符号八进制整数	621
x	无符号十六进制整数（小写）	2fb
X	无符号十六进制整数（大写）	2FB
f或F	十进制浮点小数（小写）	792.45
e	科学计数法（小写）	7.9245e+2
E	科学计数法（大写）	7.9245E+2
g	以%e或%f中的较短格式输出浮点数	792.45
G	以%E或%F中的较短格式输出浮点数	792.45
a	十六进制浮点数（小写）	0xd.1f
A	十六进制浮点数（大写）	0XD.1F
c	单个字符	z
s	字符串	hello
p	指针（地址）	c280000000000000
n	输出计数：格式化输出内容为空。当前为止已格式化输出的字符总数将存储在对应的参数中，该对应参数的类型应为int*。
%	两个连续的%%将会在输出结果中产生一个%。

表2 标志(flags)选项

flags	描述
-	在给定的输出宽度中左对齐，默认右对齐
+	对于正数，前置一个+号，对负数，前置一个-号。默认情况下，负数前置一个-号，正数前无+号。
(空格)	如果数值前无符号位，插入一个空格在数值前。
#	与%o, %x, %X配用时，在数值前分别附加0, 0x, 0X…
0	当给定输出宽度时，如果数字的字符数不够，左边补0而不是空格。

表3 输出宽度(width)选项

width/输出宽度	描述
(number)	格式化输出的最小字符宽度。如果值格式化后的宽度小于指定宽度，则以空格填充。如果值格式化后实际宽度大于指定宽度，按实际值输出。
*	*号表示宽度值未在格式字符串中给出，而是作为一个附加的整数值列于被格式化输出的参数之前。

表4 精度(.precision选项)

.precision/精度	描述
.number	对于整型说明符(d, i, o, u, x, X)，该精度给出了最小的输出位数大小。如果实际值小于指定位数，则在前面补0。如果实际值位数大于指定位数，按实际值输出。如果指定精度为0，意为对于值0，格式化输出结果为空。对于a,A,e,E,f和F等浮点数输出格式，该精度值给出了小数点后的位数（默认为6）。对于g和G输出格式，该精度值规定了最大输出位数。对于s输出格式，该精度值规定了最大输出字符数。默认情况下，以0结尾的C风格字符串中的全部字符都会被输出，直到遇到表示末尾的0值字符。
*	*号表示精度值未在格式字符串中给出，而是作为一个附加的整数值列于被格式化输出的参数之前。

.precision/精度

描述

.number

对于整型说明符(d, i, o, u, x, X)，该精度给出了最小的输出位数大小。如果实际值小于指定位数，则在前面补0。如果实际值位数大于指定位数，按实际值输出。如果指定精度为0，意为对于值0，格式化输出结果为空。对于a,A,e,E,f和F等浮点数输出格式，该精度值给出了小数点后的位数（默认为6）。对于g和G输出格式，该精度值规定了最大输出位数。对于s输出格式，该精度值规定了最大输出字符数。默认情况下，以0结尾的C风格字符串中的全部字符都会被输出，直到遇到表示末尾的0值字符。

*号表示精度值未在格式字符串中给出，而是作为一个附加的整数值列于被格式化输出的参数之前。

类型长度(length)项用于表示数据类型的长度。表5列出了当不同的[length]项与不同的[specifier]合用时所对应的输出参数的数据类型。

表5 length项与specifier的配用对照表

length	d i	u o x X	f F e E g G a A	c	s	p	n
(none)	int	unsigned int	double	int	char*	void*	int*
hh	signed char	unsigned char					signed char*
h	short int	unsigned short int					short int*
l	long int	unsigned long int		wint_t	wchar_t*		long int*
ll	long long int	unsigned long long int					long long int*
j	intmax_t	uintmax_t					intmax_t*
z	size_t	size_t					size_t*
t	ptrdiff_t	ptrdiff_t					ptrdiff_t*
L			long double

2.2 示例

2.2.1 格式化输出整数

示例中为方便观察，使用| |来标识输出宽度。

#include <stdio.h>int main(){int i = 346, j = -346;printf("i = |%+d|, j = |%d|\n",i,j);printf("i = |%015d|, j = |%+15d|\n",i,j);return 0;
}

执行结果为：

i = |+346|, j = |-346|
i = |000000000000346|, j = |           -346|

2.2.2 格式化输出浮点数

示例中为方便观察，使用| |来标识输出宽度。

#include <stdio.h>int main(){double f = 3.1415926;double d = -314.15926535798932;printf("f = |%+f|, d = |%f|\n",f,d);printf("f = |%-15.3f|, d = |%+15.2f|\n",f,d);return 0;
}

执行结果为：

f = |+3.141593|, d = |-314.159265|
f = |3.142          |, d = |        -314.16|

2.2.3 格式化输出字符串

示例中为方便观察，使用| |来标识输出宽度。

#include <stdio.h>int main(){char s[] = "tomcat";printf("|%s|\n",s);printf("|%30s|\n",s);printf("|%-30s|",s);return 0;
}

执行结果为：

|tomcat|
|                        tomcat|
|tomcat                        |

参考资料

为了帮助更多的年轻朋友们学好编程，作者在B站上开了两门免费的网课，一门零基础讲Python，一门零基础C和C++一起学，拿走不谢！

简洁的C及C++

Python编程基础及应用

如果你觉得纸质书看起来更顺手，目前Python有两本，C和C++在出版过程中。

Python编程基础及应用

Python编程基础及应用实验教程