C方式格式化输出（printf 函数详解）

本篇将重点介绍C语言的格式化输出函数 printf。当然该函数在C++程序中也可以使用。

printf 函数构成及标准函数语句

格式字符种类的介绍

printf 函数的具体细节实现

格式符数量与输出表列不匹配

printf 返回值问题

格式控制符 / 附加格式控制符的位置

其他需要注意的细节

printf 函数构成及标准函数语句

printf ( 格式控制，输出表列 )

这里格式控制指又包含了格式说明和普通字符。格式说明多用于变量，以 %+格式字符的形式，表示按照格式输出；普通字符就按照原样输出即可。

这里要注意的是，转义符在格式控制中作为普通字符，输出的是转义符转义后的字符。（如 \x21 输出的就是感叹号！，\n 输出的就是换行)

输出表列指真正输出的数据，这个数据可以是变量、常量，也可以是表达式或是函数等。

举个栗子：
int a=10;
printf("%dxX\n",a);
这段代码中 "%dxX\n" 就是格式控制，其中%d是一个格式说明，说明了这里要输出的一个数据的格式是十进制整数（格式字符 d 表示带符号的十进制整数，有关内容后面会重点说明），而后面的xX是两个普通字符，\n 属于普通字符表示换行。输出表列中的 a 与格式控制中的 %d 对应，所以在 %d 位置的实际输出就是这个 a 表示的数字10

最终输出为：

10xX

（还有一个空行）

格式字符种类的介绍

格式字符分为两种基本格式字符和附加格式字符。基本格式字符如下表：

d，i	带符号的十进制形式整数（符号带-，整数不带+）
o	八进制无符号形式输出整数（不带前导0，因为只输出最基本的内容）
x，X	十六进制无符号形式输出整数（不带前导0x）
u	十进制无符号形式输出整数
c	字符形式输出（一个字符）
s	输出一个字符串
f	以小数形式输出浮点数
e，E	以指数形式输出浮点数（科学计数法）
g，G	在 f , e 中选择宽度较短的形式输出浮点数

可以用以下代码加以验证：

int m = 10;
printf("%d %o %x %u\n", m, m, m, m);
//输出：10 12 a 10
double b = 3.1415;
printf("%f %e %g\n", b, b,b);
//输出：3.141500 3.141500e+00 3.1415
char s[] = "abcd";
char c = '*';
printf("%s %c\n", s, c);
//输出：abcd *

除此以外，printf 函数还具有一些附加格式字符，具体如下表：

字母 l	d/o/x/u 前，表示长整型整数
字母 h	d/o/x/u 前，表示短整型整数
正整数 m	设置输出数据的宽度
正整数 .n	浮点数：n位小数字符串：前n个字符
—	输出左对齐（默认为右对齐）

我们可以对上一段代码加以修饰，查看结果：

int a = 10;
printf("%d %-5o %x %u\n", a, a, a, a);
//输出：10 12    a 10
double b = 3.1415;
printf("%.2f %.3e %g\n", b, b,b);
//输出：3.14 3.142e+00 3.1415
char s[] = "abcd";
char c = '*';
printf("%.2s %c\n", s, c);
//输出：ab *

printf 函数的具体细节实现

接下来将介绍这个函数使用的具体细节和主要注意点。

格式符数量与输出表列不匹配

在上面的讨论中我们总是保持格式符数量和输出表列保持一致，使输出正确。但是如果两者数量不匹配，会产生什么结果？我们要分两种情况讨论。

首先是格式符数量小于输出表列数量：

int a=10,b=20;
printf("%d",a,b);  //格式控制%d只有一个，而输出表列却有两个a、b
/* 输出只有一个数字，且为前一个：10 */

其次是格式符数量大于输出表列数量：

int a=10,b=20;
printf("%d %d %d",a,b);  //格式控制%d有三个，而输出表列却只有两个a、b
/* 正确输出a、b的值，多出一个输入为不可信的随机值 */

所以规律可以总结为下表：

格式符数量(%)小于输出表列数量	只输出与格式符相同数量的输出表列
格式符数量(%)大于输出表列数量	只输出与格式符相同数量的输出表列，多出不可信值

printf 返回值问题

printf 作为一个函数也有返回值，它的返回值为实际输出的字符总数量（包括换行和空格等）。这里需要注意的是，在输出表列中的一个数输出可能有很多位，比如仅仅需要输出一个 int 型变量a，a的值为1000，但是返回值为4，因为1000虽然是一个数但是有4位。具体实例代码如下：

int a=1000;
int ret=printf("%d \n",a); //输出 1000（空格+换行）
printf("%d",ret);
/* 输出6（4位数字+1空格+1换行） */

再提醒一下，最容易忽视的两点是：①一个数字可能会有多位，不要当作1计算 ②换行也算一个输出字符，不要遗漏。

格式控制符 / 附加格式控制符的位置

在 printf 函数中，对格式控制符和附加格式控制符的位置顺序有以下规定：%后依次为附加格式控制符和格式控制符。也就是说附加格式控制符在基本格式控制符之前。

如：

%hi：短整型十进制有符号整数

%lX：长整型十六进制无符号整数

......

还有一点需要注意的是，输出时如果输出的数据类型与格式控制符的类型不一致，则以格式控制符为准（相当于会做一个类似于强制类型转换的操作）。

其他需要注意的细节

当设置了输出宽度时，若数字为负数，则负号也占据一位。
%g和%G都是选择小数和科学计数法中较短的一种情况输出，且只输出六位有效数字。若输出的是指数形式（科学计数法），%g输出小写e，而%G输出大写E。
当数据有效位数超过精度时，超出部分用不可信的随机值补足位数。如果指定的总宽度小于有效位数的宽度，输出有效位数宽度（即有效位数全部输出不截断），超过部分用不可信的随机值补足。

以上就是C方式格式化输出的所有内容。后续会跟进一篇C语言格式化输入相关文章。