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【C++】printf 函数详解与格式化输出控制

news 来源：原创 2025/5/13 5:45:29

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本文专栏: C++

文章目录

  • 💯前言
  • 💯`printf` 基础用法
    • 1.1 `printf` 的常见占位符
    • 1.2 占位符与参数的对应关系
    • 1.3 换行控制
      • 示例：
  • 💯格式化输出控制
    • 2.1 输出宽度控制
      • 2.1.1 指定最小宽度
    • 2.2 对齐方式控制
      • 示例：
    • 2.3 限定小数位数
      • 示例：
    • 2.4 同时指定宽度和小数位数
    • 2.5 动态指定宽度和小数位数
      • 示例：
    • 2.6 科学计数法输出
      • 示例：
  • 💯实际应用场景与总结
    • 3.1 表格输出
    • 3.2 数值精度控制
  • 💯小结

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💯前言

  • 在 C++ 编程的学习与实践过程中，printf 函数是用于实现格式化输出的核心工具之一。作为 C 标准库中的重要功能，printf 不仅构成了输入输出操作的基础，它的广泛应用更使其成为控制台交互和数据呈现的关键工具。从简单的调试信息打印到复杂的格式化报告，printf 函数在众多场景中展现出不可替代的作用。本文旨在对 printf 函数进行深入探讨，分析其多种控制方式和潜力，包括宽度控制、对齐方式的调整、精度设定等。此外，还通过详细的代码示例，系统化帮助读者掌握这一工具的高级用法。
    C++ 参考手册
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    printf
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💯printf 基础用法

printf 函数是 C 标准输入输出库 <cstdio> 中的一个核心函数，用于格式化输出。其函数原型如下：

int printf(const char *format, ...);
  • format：格式字符串，用于定义输出文本的格式。格式字符串不仅可以包含普通字符，还包含格式说明符，这些占位符用于插入变量的值。通过这些占位符，开发者可以灵活地控制如何将变量的值打印到控制台。
  • 可变参数：用于替代 format 字符串中的占位符。根据给定参数的数量和类型，printf 会将这些值按照指定格式输出到标准输出设备上。

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1.1 printf 的常见占位符

占位符描述
%d十进制整数。
%lld十进制 long long int 类型。
%f小数（包括 float 和 double 类型）。
%Lflong double 类型浮点数。
%c单个字符。
%s字符串。
%a十六进制浮点数，字母输出为小写。
%A十六进制浮点数，字母输出为大写。
%e使用科学计数法表示的浮点数，指数部分为小写 e。
%E使用科学计数法表示的浮点数，指数部分为大写 E。
%i整数，功能与 %d 类似。
%g浮点数，有效数字为 6 位；当整数部分超过 6 位时，自动转为科学计数法（小写 e）。
%G类似于 %g，但科学计数法中使用大写 E。
%hdshort int 类型的十进制整数。
%hoshort int 类型的八进制整数。
%hxshort int 类型的十六进制整数。
%huunsigned short int 类型。
%ldlong int 类型的十进制整数。
%lolong int 类型的八进制整数。
%lxlong int 类型的十六进制整数。
%luunsigned long int 类型。
%llolong long int 类型的八进制整数。
%llxlong long int 类型的十六进制整数。
%lluunsigned long long int 类型。
%Lelong double 类型的科学计数法浮点数。
%n已输出的字符数量，不进行输出操作，仅将值存储在指定变量中。
%o八进制整数。
%p指针地址。
%u无符号整数（unsigned int 类型）。
%x十六进制整数，小写字母。
%zdsize_t 类型。
%%输出一个百分号字符。

这些占位符涵盖了大多数常见的数据类型，是有效掌握 printf 函数的关键。特别是在多种数据类型混合输出的情况下，合理选择占位符是确保输出结果准确性与可读性的基本保证。

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1.2 占位符与参数的对应关系

在 printf() 中，格式化字符串中的占位符可以被动态的参数值替代，从而使得输出内容更加灵活。

#include <cstdio>
// 输出：There are 3 apples
int main()
{printf("There are %d apples\n", 3);return 0;
}

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在上述示例中，字符串 "There are %d apples\n" 包含一个占位符 %d，用于表示即将插入的整数。这里 %d 指定了需要一个整数来替代，而 3 作为参数传递给 printf，替换 %d。因此，最终的输出结果是 There are 3 apples。

这种方式可以灵活地输出不同类型的数据，例如字符串、浮点数等。理解占位符与参数之间的对应关系对于确保输出的正确性至关重要。如果占位符和参数类型不匹配，可能会导致错误输出，甚至引发未定义行为。

1.3 换行控制

使用 printf 输出内容时，默认情况下光标会停留在输出文本的末尾，不会自动换行。如果希望输出后换行，需要在字符串中显式添加 \n 换行符。

#include <cstdio>
int main()
{printf("Hello");  // 输出后不会自动换行printf("World!");  return 0;
}

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示例：

#include <cstdio>
int main()
{printf("Hello, World!\n");  // 输出后换行return 0;
}

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此外，可以在格式字符串中添加多个换行符，以实现多行输出。例如：

#include <cstdio>int main() {printf("Hello\nWorld\n");return 0;
}

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输出结果为：

Hello
World

在 Hello 后添加换行符 \n 使得输出的下一部分继续在新的一行，从而实现换行效果。在实践中，合理使用换行符可以显著改善输出的可读性，尤其在需要以分行方式呈现列表或表格信息时，这种控制尤为重要。

💯格式化输出控制

通过格式化输出控制，printf 函数可以更加精确地控制数据呈现，包括宽度控制、对齐方式调整以及小数精度设定。

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2.1 输出宽度控制

printf 函数允许通过指定宽度参数来控制输出内容的显示长度。如果实际内容不足指定宽度，系统会在内容前面补充空格。
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2.1.1 指定最小宽度

通过在占位符中指定一个数值，可以控制输出内容的最小宽度。例如：

#include <cstdio>int main() {printf("%5d\n", 123);return 0;
}

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  • %5d 表示输出的整数最小宽度为 5。
  • 如果输出内容不足 5 个字符，printf 会在左侧补空格以填充到指定宽度。

输出：

  123

如果实际内容超过指定的最小宽度，则按实际长度显示，不进行截断。例如：

#include <cstdio>int main() {printf("%5d\n", 123456);return 0;
}

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输出：

123456

在实际应用中，限定输出宽度的功能常用于对齐多行输出，使得表格数据更加整齐，特别是在输出多个数据项时尤为重要。

2.2 对齐方式控制

默认情况下，printf 的输出是右对齐的。如果希望输出内容左对齐，可以在宽度说明符前添加 - 符号。
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示例：

#include <cstdio>int main() {printf("%-5d\n", 123);printf("%-5d\n", 66);return 0;
}

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  • %-5d 表示宽度为 5 且左对齐。

输出：

123
66

左对齐的输出方式常用于对齐表格中的不同列，特别是包含不同长度的字符串或数值列时，有助于提高输出的清晰度和可读性。

2.3 限定小数位数

对于浮点数，printf 允许通过精度控制来限定小数位数。默认情况下，%f 输出小数点后 6 位。
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示例：

#include <cstdio>int main() {printf("%.2f\n", 0.5);return 0;
}

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  • %.2f 表示保留 2 位小数。

输出：

0.50

如果需要保留 3 位小数，可以写成 %.3f。

对小数位数的精度控制在财务数据或科学计算中非常关键，确保数值符合特定的精度要求，避免错误的精度影响结果。

2.4 同时指定宽度和小数位数

在 printf 中，可以同时指定输出的最小宽度和小数点后的精度。例如：

printf("%6.2f\n", 0.5);

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  • %6.2f：
    • 6 表示最小宽度为 6。
    • .2 表示保留 2 位小数。

输出：

  0.50

由于实际输出为 4 个字符，因此在前面补充 2 个空格以满足宽度要求。这种格式控制在需要对齐输出的数据表格时非常实用，确保各行数据对齐，避免因数据长度不同导致的混乱。

2.5 动态指定宽度和小数位数

printf 还支持使用 * 动态指定宽度和精度，这在需要根据运行时条件调整输出格式时非常有用。

示例：

#include <cstdio>int main() {printf("%*.*f\n", 6, 2, 0.5);return 0;
}

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  • 第一个 * 表示宽度，通过参数 6 动态指定。
  • 第二个 * 表示小数位数，通过参数 2 动态指定。
  • 输出的数值为 0.5。

输出：

  0.50

通过这种方式，可以根据程序逻辑动态调整输出格式，而无需在编译时硬编码格式字符串，从而提升代码的灵活性和可维护性。

2.6 科学计数法输出

使用 %e 或 %E 可以将浮点数以科学计数法形式输出。

示例：

#include <cstdio>int main() {printf("%e\n", 12345.6789);return 0;
}

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输出：

1.234568e+04

可以使用 %.ne 限定小数位数，在处理非常大或非常小的数值时，科学计数法可以显著提高数据的可读性。

💯实际应用场景与总结

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3.1 表格输出

printf 的宽度和对齐控制非常适合用于输出对齐的数据表格。例如：

#include <cstdio>int main() {printf("%-10s %10s\n", "Name", "Score");printf("%-10s %10d\n", "Alice", 90);printf("%-10s %10d\n", "Bob", 85);return 0;
}

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输出：

Name           Score
Alice             90
Bob               85

结合左对齐和右对齐的控制，使得输出表格整齐、美观，尤其在处理多列数据时，这种对齐控制显著提高了数据的可读性和视觉上的整洁性。

3.2 数值精度控制

在财务和科学计算中，数值的精度控制至关重要。例如：

#include <cstdio>int main() {printf("Total Amount: $%.2f\n", 123.456);return 0;
}

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输出：

Total Amount: $123.46

通过控制小数位数，能够确保金额显示符合财务标准，避免过多或不足的小数位导致的误差，使输出更为专业和规范。

💯小结

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    本文详细探讨了 C++ 中 printf 函数的多种用法，包括 基础输出、格式化控制、宽度与小数位数设置，以及 动态指定宽度和精度 等高级用法。printf 是一个功能强大且灵活的输出工具，可以帮助开发者以多种方式格式化输出数据。在需要精细控制输出内容的场景中，掌握这些用法至关重要。
    printf 提供了丰富的输出控制选项，使得程序的输出更加 整齐、清晰 和 专业。它被广泛应用于 调试、报告生成、控制台交互 等多个场景。如果对 printf 的某些用法存在疑问，可以参考本文的代码示例进行实践，因为实践是理解和掌握这些概念的最佳途径。
    通过不断的练习与应用，你将逐步掌握 printf 的各种高级用法，使得你的代码在输出方面更加 灵活、精细 和 专业。希望本文能为你的编程学习与工作提供有益的帮助，并助力你在 C++ 编程的道路上迈向更高的水平。

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编程日记 2025/4/26 23:38:35

无人机的起降装置：探索起飞和降落的秘密 ！

一、起降系统的运行方式 起飞方式 垂直起飞&#xff1a;小型无人机通常采用垂直起飞方式&#xff0c;利用螺旋桨产生的升力直接从地面升起。这种方式适用于空间有限或需要快速起飞的场景。 跑道起飞&#xff1a;大型无人机或需要较长起飞距离的无人机&#xff0c;可能会采用…...

编程日记 2025/5/12 2:46:46

Apache Airflow 快速入门教程

Apache Airflow已经成为Python生态系统中管道编排的事实上的库。与类似的解决方案相反&#xff0c;由于它的简单性和可扩展性&#xff0c;它已经获得了普及。在本文中&#xff0c;我将尝试概述它的主要概念&#xff0c;并让您清楚地了解何时以及如何使用它。 Airflow应用场景 …...

编程日记 2025/5/9 1:46:49

数学题转excel；数学题库；数学试卷转excel；大风车excel

一、数学试卷转excel 有些需要刷题的朋友&#xff0c;需要将题库数学题转为excel格式&#xff0c;便于管理 前端时间帮一位朋友实现了数学题转excel&#xff0c;包括选择题、填空题、分析题 示例&#xff1a; 二、问题 数学题是最难以处理的试题&#xff0c;理由如下 1、有…...

编程日记 2025/5/11 10:07:41

【C++】类和对象（下）

目录 前言 一、再探构造函数 二、类型转换 三、static 成员 四、友元 五、内部类 六、匿名对象 七、对象拷贝时的编译器优化 总结 前言 本文主要内容&#xff1a;构造函数的再探--初始化列表、内置类型与自定义类型之间的转换、类的static成员、友元、内部类、匿名对…...

编程日记 2025/5/7 17:14:14

vue多页面应用集成时权限处理问题

在多页面应用&#xff08;MPA&#xff09;中&#xff0c;权限管理通常会涉及到每个页面的访问控制、身份验证、以及权限校验。以下是几种常见的权限处理方式&#xff1a; 1. 前端路由权限控制 原理&#xff1a;虽然是多页面应用&#xff0c;通常每个页面会独立加载和渲染&…...

编程日记 2025/5/7 20:22:34

输出保留3位小数的浮点数

输出保留3位小数的浮点数 C语言代码C代码Java代码Python代码 &#x1f490;The Begin&#x1f490;点点关注&#xff0c;收藏不迷路&#x1f490; 读入一个单精度浮点数&#xff0c;保留3位小数输出这个浮点数。 输入 只有一行&#xff0c;一个单精度浮点数。 输出 也只有一…...

编程日记 2025/5/10 12:10:38

openssl的运用

一、概述 Opssl是一个用于TLS/SSL协议的工具包&#xff0c;也是一个通用密码库。 包含了国密sm2 sm3 sm4&#xff0c;包含了对称加密&#xff0c;非对称加密&#xff0c;单项散列&#xff0c;伪随机、签名&#xff0c;密码交换&#xff0c;证书等一些算法库。 为了深层次的学习…...

编程日记 2025/5/11 22:50:16

C++STL之vector（超详细）

CSTL之vector 1.vector基本介绍2.vector重要接口2.1.构造函数2.2.迭代器2.3.空间2.3.1.resize2.3.2.capacity 2.4.增删查找 3.迭代器失效4.迭代器分类 &#x1f31f;&#x1f31f;hello&#xff0c;各位读者大大们你们好呀&#x1f31f;&#x1f31f; &#x1f680;&#x1f68…...

编程日记 2025/5/5 8:22:27

RabbitMQ消息可靠性保证机制5--消息幂等性处理

RabbitMQ层面有实现“去重机制”来保证“恰好一次”吗&#xff1f;答案是没并没有&#xff0c;而且现在主流的消息中间件都没有实现。 一般解决重复消息的办法是&#xff1a;在消费端让我们消费消息操作具有幂等性。 幂等性问题并不是消息系统独有&#xff0c;而是&#xff0…...

编程日记 2025/5/12 2:47:47

24/12/1 算法笔记＜强化学习＞ 创建Maze交互

我们今天制作一个栅格的游戏。 我们直接上代码教学。 1.载入库和查找相应的函数版本 import numpy as np import time import sysif sys.version_info.major 2:import Tkinter as tk else:import tkinter as tk 2.设置长宽和单元格大小 UNIT 40 MAZE_H 4 MAZE_W 4 3.初始…...

编程日记 2025/5/11 14:08:29

c++：模版 template

一、模版 1.格式&#xff1a; template <typname T> 2.实现 2.1自动推导 模板只对紧跟在后面的第一行代码有效&#xff0c;如果后面还想定义模板函数需要重新定义模板 #include <iostream> #include <string>template <typename T> void Print(T v…...

编程日记 2025/5/12 4:04:38

javascript切换类、删除类、修改类以及增加类

在JavaScript中&#xff0c;操作DOM元素的类&#xff08;class&#xff09;是一个常见的操作。以下是一些基本的方法来切换类、删除类、修改类以及增加内联样式&#xff1a; 切换类&#xff08;Toggle Class&#xff09; 切换类意味着如果类存在则移除它&#xff0c;如果不存…...

编程日记 2025/5/11 3:01:38

区块链学习笔记(2)--区块链的交易模型part1

模型基础 区块链的tx分为两种模型&#xff0c;分别是比特币为代表的UTXO&#xff08;Unspent Transaction Output&#xff09;模型&#xff0c;和以太坊为代表的Account模型。前者适用于货币记账&#xff0c;后者适用于链上应用。 UTXO模型 类似于现金的交易模型 一个tx包含…...

编程日记 2025/5/9 23:00:11

反射知识总结

狂神说 反射的功能&#xff1a; 类加载内存分析 类加载的时候&#xff0c;class对象就形成了。 类无论有多少对象&#xff0c;class对象只有一个。 获取类对象三种方式 反射&#xff0c;就是通过api获取一个类的类对象&#xff1a; 有三种方式&#xff1a; 方法一&#xf…...

编程日记 2025/5/6 13:14:30