一文教你搞懂這個(gè)不起眼的printf函數(shù)

當(dāng)我開始學(xué)習(xí) Unix 時(shí)，我很早就接觸到了 echo 命令。同樣，我最初的 Python 課程也涉及到了 print 函數(shù)。再想起學(xué)習(xí) C++ 和 Java 時(shí)學(xué)到 cout 和 systemout。似乎每種語言都驕傲地宣稱擁有一種方便的單行輸出方法，并生怕這種方式要過時(shí)一樣宣傳它。

但是當(dāng)我翻開中級(jí)教程的第一頁后，我遇到了 printf，一個(gè)晦澀難懂的、神秘莫測(cè)的，又出奇靈活的函數(shù)。本文一反向初學(xué)者隱藏 printf 這個(gè)令人費(fèi)解的傳統(tǒng)，旨在介紹這個(gè)不起眼的 printf 函數(shù)，并解釋如何在幾乎所有語言中使用它。

printf 簡(jiǎn)史

術(shù)語 printf 代表“格式化打印print formatted”，它可能最早出現(xiàn) Algol 68 編程語言中。自從它被納入到 C 語言后，printf 已經(jīng)在 C++、Java、Bash、PHP 中一次次重新實(shí)現(xiàn)，并且很可能在你最喜歡的 “后 C” 語言中再次出現(xiàn)。

顯然，它很受歡迎，但很多人認(rèn)為它的語法很復(fù)雜，尤其是與 echo 或 print 或 cout 等替代的函數(shù)相比尤為明顯。例如，這是在 Bash 中的一個(gè)簡(jiǎn)單的 echo 語句：

$ echo hello

hello

$

這是在 Bash 中使用 printf 得到同樣結(jié)果：

$ printf “%s\n” hello

hello

$

但是所增加的復(fù)雜性反而讓你擁有很多功能，這是為什么 printf 值得學(xué)習(xí)的確切原因。

printf 輸出

在 printf 背后的基本思想是：它能夠基于與內(nèi)容分離的樣式信息來格式化輸出。例如，這里是 printf 認(rèn)可的視作特殊字符的特定序列集合。你喜歡的語言可能會(huì)有或多或少的序列，但是通常包含：

\n： 新行

\r： 回車換行

\t： 水平制表符

\NNN： 一個(gè)包含一個(gè)到三個(gè)數(shù)字，使用八進(jìn)制值表示的特殊字節(jié)

例如：

$ printf “\t\123\105\124\110\n”

SETH

$

在這個(gè) Bash 示例中， printf 渲染一個(gè)制表符后，然后是分配給四個(gè)八進(jìn)制值字符串的 ASCII 字符，并以一個(gè)生成一個(gè)新行（\n）的控制序列結(jié)束。

如果同樣使用 echo 來輸出會(huì)產(chǎn)生更多的字符：

$ printf “\t\123\105\124\110\n”

\t\123\105\124\110\n

$

使用 Python 的 print 函數(shù)來完成同樣的任務(wù)，你會(huì)發(fā)現(xiàn) Python 的 print 命令比你想象的要強(qiáng)大：

》》》 print（“\t\123\n”）

S

》》》

顯然，Python 的 print 包含傳統(tǒng)的 printf 特性以及簡(jiǎn)單的 echo 或 cout 的特性。

不過，這些示例包括的只是文字字符，盡管在某些情況下它們也很有用，但它們可能是 printf 最不重要的部分。printf 的真正的威力在于格式化說明。

使用 printf 格式化輸出

格式化說明符是以一個(gè)百分號(hào)（%）開頭的字符。

常見的格式化說明符包括：

%s： 字符串

%d： 數(shù)字

%f： 浮點(diǎn)數(shù)字

%o： 一個(gè)八進(jìn)制的數(shù)字

這些格式化說明符是 printf 語句的占位符，你可以使用一個(gè)在其它地方提供的值來替換你的 printf 語句中的占位符。這些值在哪里提供取決于你使用的語言和它的語法，這里有一個(gè)簡(jiǎn)單的 Java 例子：

string var=“hello\n”;

system.out.printf（“%s”， var）;

把這個(gè)代碼包裹在適當(dāng)?shù)臉影逦募?，在?zhí)行后，將呈現(xiàn)：

$ 。/example

hello

$

但是，當(dāng)一個(gè)變量的內(nèi)容更改時(shí)，有意思的地方就來了。假設(shè)你想基于不斷增加的數(shù)字來更新輸出：

#include 《stdio.h》

int main（） {

int var=0;

while （ var 《 100） {

var++;

printf（“Processing is %d% finished.\n”， var）;

}

return 0;

}

編譯并運(yùn)行：

Processing is 1% finished.

［。..］

Processing is 100% finished.

注意，在代碼中的兩個(gè) % 將被解析為一個(gè)打印出來的 % 符號(hào)。

使用 printf 限制小數(shù)位數(shù)

數(shù)字也可以是很復(fù)雜，printf 提供很多格式化選項(xiàng)。你可以對(duì)浮點(diǎn)數(shù)使用 %f 限制打印出多少個(gè)小數(shù)位。通過把一個(gè)點(diǎn)（。）和一個(gè)限制的數(shù)放置在百分符號(hào)和 f 之間， 你可以告訴 printf 打印多少位小數(shù)。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的用 Bash 寫的簡(jiǎn)練示例：

$ printf “%.2f\n” 3.141519

3.14

$

類似的語法也適用于其它的語言。這里是一個(gè) C 語言的示例：

#include 《math.h》

#include 《stdio.h》

int main（） {

fprintf（stdout， “%.2f\n”， 4 * atan（1.0））;

return 0;

}

對(duì)于三位小數(shù)，使用 .3f ，依次類推。

使用 printf 來在數(shù)字上添加逗號(hào)

因?yàn)槲粩?shù)大的數(shù)字很難解讀，所以通常使用一個(gè)逗號(hào)來斷開大的數(shù)字。你可以在百分號(hào)和 d 之間放置一個(gè)撇號(hào)（‘），讓 printf 根據(jù)需要添加逗號(hào)：

$ printf “%’d\n” 1024

1，024

$ printf “%‘d\n” 1024601

1，024，601

$

使用 printf 來添加前綴零

printf 的另一個(gè)常用的用法是對(duì)文件名稱中的數(shù)字強(qiáng)制實(shí)行一種特定的格式。例如，如果你在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上有 10 個(gè)按順序排列的文件，計(jì)算機(jī)可能會(huì)把 10.jpg 排在 1.jpg 之前，這可能不是你的本意。當(dāng)你以編程的方式寫一個(gè)到文件時(shí)，你可以使用 printf 來用前綴為 0 的字符形成文件名稱。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的用 Bash 寫的簡(jiǎn)練示例：

$ printf “%03d.jpg\n” {1..10}

001.jpg

002.jpg

［。..］

010.jpg

注意：每個(gè)數(shù)字最多使用 3 位數(shù)字。

使用 printf

正如這些 printf 示例所顯示，包括控制字符，尤其是 \n ，可能會(huì)冗長(zhǎng)，并且語法相對(duì)復(fù)雜。這就是為什么開發(fā)像 echo 和 cout 之類的快捷方式的原因。不過，如果你時(shí)不時(shí)地使用 printf ，你就會(huì)習(xí)慣于這種語法，并且它也會(huì)變成你的習(xí)慣。我不認(rèn)為 printf 有任何理由成為你在日?；顒?dòng)中打印時(shí)的首選，但是它是一個(gè)很好的工具，當(dāng)你需要它時(shí)，它不會(huì)拖累你。

花一些時(shí)間學(xué)習(xí)你所選擇語言中的 printf，并且當(dāng)你需要時(shí)就使用它。它是一個(gè)強(qiáng)有力的工具，你不會(huì)后悔隨時(shí)可用的工具。
責(zé)編AJX