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C++中的格式化字符串

news 来源：原创 2025/5/22 22:41:52

C++中的格式化字符串

fmt 库简介

{fmt}是一个开源的、现代化的C++格式化库，由Victor Zverovich创建。它提供了一种安全、快速且方便的字符串格式化方式，其设计理念受到了Python的str.format()的启发

fmt库的主要特点

  1. 易用性：使用简洁的语法，基于花括号{}的占位符
  2. 类型安全：在编译时检查格式字符串和参数类型匹配
  3. 高性能：比标准库的printf和iostream更快
  4. 可扩展：支持自定义类型的格式化
  5. 丰富的格式化选项：对齐、填充、精度等控制

Ubuntu下安装fmt库

使用下面的命令进行安装：

sudo apt install libfmt-dev

安装完成后，可以检查fmt库是否正确安装。例如，查看头文件是否存在：

ls /usr/include/fmt

如果目录存在且包含相关头文件，则说明安装成功

也可以通过下面的命令查看fmt库版本：

fmt --version

基本格式化

fmt库提供了简单直观的基本格式化功能，使用花括号{}作为参数占位符：

#include <fmt/core.h>
#include <string>int main() 
{int number = 42;double pi = 3.14159;std::string name = "C++";// 基本格式化std::string result = fmt::format("数字是 {}", number);// 结果: "数字是 42"// 多个参数按顺序替换，类似于printfstd::string result2 = fmt::format("{} 的值约为 {}", name, pi);// 结果: "C++ 的值约为 3.14159"// 直接输出fmt::print("程序运行结果: {}\n", "成功");// 输出: "程序运行结果: 成功"
}

基本格式化遵循参数与占位符按位置一一对应的原则，简单易用且类型安全

带索引的参数

fmt库支持通过索引指定参数顺序，索引从0开始，可以重复使用同一参数：

#include <fmt/core.h>
#include <string>int main() 
{int x = 10;int y = 20;std::string language = "C++";// 使用索引指定参数std::string result = fmt::format("{0} + {1} = {2}", x, y, x + y);// 结果: "10 + 20 = 30"// 重复使用同一参数std::string result2 = fmt::format("{0}真是太强大了！我爱{0}！", language);// 结果: "C++真是太强大了！我爱C++！"// 改变参数顺序// 即0代表第一个参数，1代表第二个参数// 用下标位置代表替换位置std::string result3 = fmt::format("坐标：（{1}, {0}）", x, y);// 结果: "坐标：（20, 10）"// 混合使用索引和自动位置// 注意: 一旦使用了索引，所有占位符都应使用索引std::string result4 = fmt::format("{0}的值是{1}", "π", 3.14159);// 结果: "π的值是3.14159"
}

带索引的参数格式化使代码更灵活，特别是在需要重复使用某个参数或调整参数顺序时非常有用

格式说明符

基本介绍

格式说明符让您可以控制数据的呈现方式，语法为{[参数位置]:[格式说明]}：

#include <fmt/core.h>
#include <string>int main() 
{int number = 42;double pi = 3.14159265359;// 数值进制表示std::string hex = fmt::format("十六进制: {:#x}", number);  // "十六进制: 0x2a"std::string oct = fmt::format("八进制: {:#o}", number);    // "八进制: 052"std::string bin = fmt::format("二进制: {:#b}", number);    // "二进制: 0b101010"// 浮点数精度std::string precise = fmt::format("π值保留两位小数: {:.2f}", pi);  // "π值保留两位小数: 3.14"std::string scientific = fmt::format("科学计数法: {:.2e}", pi);     // "科学计数法: 3.14e+00"// 宽度和对齐std::string right = fmt::format("右对齐:|{:10}|", "文本");     // "右对齐:|      文本|"std::string left = fmt::format("左对齐:|{:<10}|", "文本");     // "左对齐:|文本      |"std::string center = fmt::format("居中:|{:^10}|", "文本");     // "居中:|   文本   |"// 填充字符// 中文占两个字符，剩余11个字符用*填充，总共15个字符std::string fill = fmt::format("|{:*^15}|", "标题");          // "|*****标题******|"// 符号控制std::string always_sign = fmt::format("{:+d}", 42);           // "+42"std::string space_sign = fmt::format("{: d}", 42);            // " 42"// 千位分隔符std::string grouped = fmt::format("{:L}", 1000000);           // "1,000,000" (依赖地区设置)// 多种格式组合std::string combined = fmt::format("{:*^+10.2f}", 42.1234);   // "**+42.12**"return 0;
}
常用格式说明符

格式说明符的完整语法是：{[参数索引]:[填充字符][对齐][符号][#][0][宽度][.精度][类型]}

  • 填充和对齐：

    • <：左对齐
    • >：右对齐（默认）
    • ^：居中

  • 符号：

    • +：总是显示正负号
    • -：只对负数显示负号（默认）
    • 空格：正数前加空格，负数前加负号

  • 类型：

    • d：十进制整数
    • x/X：小写/大写十六进制
    • o：八进制
    • b/B：小写/大写二进制
    • f/F：固定小数点
    • e/E：科学计数法
    • g/G：通用格式（自动选择 f 或 e）
    • s：字符串

  • 特殊标记：

    • #：显示前缀（0x、0b 等）或小数点
    • 0：用零填充数字

fmt库的格式说明符系统非常强大且灵活，可以满足各种复杂的字符串格式化需求

fmt的高级特性

  1. 自定义类型格式化：

    struct Point {int x, y;
};template <> 
struct fmt::formatter<Point> {constexpr auto parse(format_parse_context& ctx) { return ctx.begin(); }template <typename FormatContext>auto format(const Point& p, FormatContext& ctx) {return fmt::format_to(ctx.out(), "({}, {})", p.x, p.y);}
};// 使用
Point p{10, 20};
fmt::print("点坐标： {}", p);  // 输出: 点坐标： (10, 20)

  2. 颜色支持：

    #include <fmt/color.h>fmt::print(fg(fmt::color::red), "这段文字是红色的\n");
fmt::print(bg(fmt::color::blue) | fg(fmt::color::white), "蓝底白字\n");

  3. 格式化到容器或内存：

    std::vector<char> out;
fmt::format_to(std::back_inserter(out), "Hello, {}!", "world");char buffer[100];
auto result = fmt::format_to_n(buffer, 100, "The answer is {}.", 42);

std::format（C++20）

std::format是C++20引入的标准库功能，其设计和API直接基于{fmt}库

基本用法

#include <format>
#include <string>int main()
{int answer = 42;std::string name = "C++";// 基本格式化std::string s = std::format("Hello, {}! The answer is {}", name, answer);// 带格式说明符std::string s2 = std::format("十进制: {0:d}, 十六进制: {0:#x}, 八进制: {0:#o}", answer);// 对齐和填充// Unicode编码，中文占3个字符std::string s3 = std::format("{:*^10}", "居中"); // **居中**return 0;
}

常用格式说明符

格式说明符的语法为：{[参数位置]:[填充][对齐][符号][#][0][宽度][.精度][类型]}

  • 填充和对齐：< (左对齐)，> (右对齐)，^ (居中)

    std::format("{:<10}", "左对齐");   // "左对齐 "
std::format("{:>10}", "右对齐");   // " 右对齐"
std::format("{:^10}", "居中");     // "  居中  "
std::format("{:*^10}", "居中");    // "**居中**"

  • 符号：+ (总是显示符号)，- (仅负数显示符号)， (空格，正数前加空格)

    std::format("{:+}", 42);    // "+42"
std::format("{: }", 42);    // " 42"

  • 数值格式：

    std::format("{:d}", 42);    // 十进制: "42"
std::format("{:#x}", 42);   // 十六进制带前缀: "0x2a"
std::format("{:.2f}", 3.14159); // 浮点数保留2位小数: "3.14"

fmt与std::format的对比

相似点

  1. 语法：两者使用相同的基于{}的格式语法
  2. 类型安全：都在编译时进行类型检查
  3. API设计：std::format直接基于fmt库设计

不同点

  1. 可用性：fmt可用于任何C++版本，而std::format需要C++20
  2. 功能集：fmt提供更多高级功能（颜色、I/O 等）
  3. 性能：由于不同的实现，性能可能有细微差异
  4. 命名空间：fmt使用fmt::命名空间，标准库使用std::

代码兼容性示例

可以编写同时支持两种库的代码：

#if __cplusplus >= 202002L && defined(__cpp_lib_format)#include <format>namespace fmt_ns = std;
#else#include <fmt/core.h>namespace fmt_ns = fmt;
#endifstd::string message = fmt_ns::format("值: {}", 42);

实际应用场景

  1. 日志系统：格式化各类日志消息
  2. 用户界面：生成格式化的显示文本
  3. 配置文件生成：创建具有特定格式的配置
  4. 报告生成：生成格式化的数据报告
  5. 错误信息：创建详细的错误描述

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编程日记 2025/5/18 0:49:43

【java】接口

一、定义 1.接口中所有方法都是抽象方法和公共方法&#xff08;可以省略 abstract、public&#xff09;&#xff0c;不可以有正常的方法&#xff0c;所有变量都是全局静态常量 2.能继承接口的只能是接口 3.接口和类的关系通过实现&#xff08;重写&#xff08;实现&#xff09;…...

编程日记 2025/5/3 6:16:47

Vuex(二) —— 用Vuex完成购物车案例

目录 需求需求分析 组件分析组件通信 开发 准备环境准备模块结构商品列表组件 展示商品列表添加购物车 我的购物车组件 购物车列表商品数量和统计功能删除购物车商品 购物车列表组件 购物车列表全选操作数字加减并统计小计删除功能统计总数量和总钱数处理金额小数的问题 本地存…...

编程日记 2025/5/21 22:30:23

数字孪生的浪潮：从虚拟镜像到现实世界的 IT 变革

文章目录 数字孪生的本质&#xff1a;物理与虚拟的实时镜像数字孪生的演进&#xff1a;从工业试验到全行业热潮核心技术&#xff1a;数字孪生的基石与工具链物联网&#xff08;IoT&#xff09;&#xff1a;数据采集云计算与大数据&#xff1a;模型存储AI 与机器学习&#xff1a…...

编程日记 2025/5/3 8:01:26

Web开发之三层架构

实例&#xff1a; 分层解耦 耦合:衡量软件中各个层/各个模块的依赖关联程度。 内聚:软件中各个功能模块内部的功能联系。 软件设计原则:高内聚低耦合 控制反转:Inversion 0f Control&#xff0c;简称IQC。对象的创建控制权由程序自身转移到外部(容器)&#xff0c;这种思想称为…...

编程日记 2025/5/15 22:42:51

社交电商和泛娱乐平台出海南美市场支付方式与策略

随着中国社交电商和泛娱乐平台加速全球化布局，南美市场凭借庞大的人口基数、快速增长的互联网渗透率和活跃的社交媒体使用率，成为出海企业的重要战略要地。然而，这片"新蓝海"的支付生态复杂多元，信用卡欺诈率高企，现金支付仍占主导，不同国家支付偏好差异显著。…...

编程日记 2025/4/29 15:49:48

Miniconda Windows10版本下载和安装

Miniconda Windows10版本下载和安装 步骤1&#xff1a;Miniconda3下载和安装 # 1、下载地址&#xff08;Windows 64位&#xff09; https://repo.anaconda.com/miniconda/Miniconda3-latest-Windows-x86_64.exe #2、双击进行安装 # 安装注意事项&#xff1a; 1. 安装路径建议&a…...

编程日记 2025/4/29 15:49:45

编译原理：由浅入深从语法树到文法类型

文法与语言基础&#xff1a;从语法树到文法类型 文法&#xff08;Grammar&#xff09;和语言&#xff08;Language&#xff09;是计算机科学和语言学中解析和理解语言结构的核心概念。无论是编程语言的编译器设计&#xff0c;还是自然语言处理&#xff08;NLP&#xff09;中的…...

编程日记 2025/4/29 15:48:42

初识Python

哈哈哈&#xff0c;为了让初学者对python进一步了解&#xff0c;懒惰的博主特地去问了AI&#xff0c;如何更加形象的形容python这一么语言 &#x1f31f; Python 是什么&#xff1f; 想象一下&#xff0c;编程语言是一群性格各异的人&#xff1a; C语言&#xff1a;穿格子衫的…...

编程日记 2025/4/29 15:47:37

C++ —— 正向迭代器与反向迭代器

目录 1. 正向迭代器&#xff08;Forward Iterator&#xff09; 1.1 基本概念 1.2 核心特性 1.3 典型使用 1.4 重要特点 2. 反向迭代器&#xff08;Reverse Iterator&#xff09; 2.1 基本概念 2.2 核心特性 2.3 典型使用 2.4 重要特点 3. 正反迭代器对比 4. 正反迭代…...

编程日记 2025/5/22 1:55:20