原创 sprintf用法详解

2008-9-1 10:09 7750 1 3 分类: 软件与OS

printf可能是许多程序员在开始学习C语言时接触到的第二个函数(我猜第一个是main),说起来,自然是老朋友了,可是,你对这个老朋友了解多吗?你对它的那个孪生兄弟sprintf了解多吗?在将各种类型的数据构造成字符串时,sprintf的强大功能很少会让你失望。



由于sprintf跟printf在用法上几乎一样,只是打印的目的地不同而已,前者打印到字符串中,后者则直接在命令行上输出。这也导致sprintf比printf有用得多。所以本文着重介绍sprintf,有时也穿插着用用pritnf。



sprintf是个变参函数,定义如下:

int sprintf( char *buffer, const char *format [, argument] ... );

除了前两个参数类型固定外,后面可以接任意多个参数。而它的精华,显然就在第二个参数:格式化字符串上。

printf和sprintf都使用格式化字符串来指定串的格式,在格式串内部使用一些以“%”开头的格式说明符(format specifications)来占据一个位置,在后边的变参列表中提供相应的变量,最终函数就会用相应位置的变量来替代那个说明符,产生一个调用者想要的字符串。



1.      格式化数字字符串

sprintf最常见的应用之一莫过于把整数打印到字符串中,所以,spritnf在大多数场合可以替代itoa。如:

//把整数123打印成一个字符串保存在s中。



sprintf(s, "%d", 123);   //产生"123"



可以指定宽度,不足的左边补空格:

sprintf(s, "%8d%8d", 123, 4567); //产生:"    123    4567"



当然也可以左对齐:

sprintf(s, "%-8d%8d", 123, 4567); //产生:"123         4567"



也可以按照16进制打印:

sprintf(s, "%8x", 4567); //小写16进制,宽度占8个位置,右对齐



sprintf(s, "%-8X", 4568); //大写16进制,宽度占8个位置,左对齐



这样,一个整数的16进制字符串就很容易得到,但我们在打印16进制内容时,通常想要一种左边补0的等宽格式,那该怎么做呢?很简单,在表示宽度的数字前面加个0就可以了。

sprintf(s, "%08X", 4567); //产生:"000011D7"



上面以”%d”进行的10进制打印同样也可以使用这种左边补0的方式。

这里要注意一个符号扩展的问题:比如,假如我们想打印短整数(short)-1的内存16进制表示形式,在Win32平台上,一个short型占2个字节,所以我们自然希望用4个16进制数字来打印它:

short si = -1;



sprintf(s, "%04X", si);



产生“FFFFFFFF”,怎么回事?因为spritnf是个变参函数,除了前面两个参数之外,后面的参数都不是类型安全的,函数更没有办法仅仅通过一个“%X”就能得知当初函数调用前参数压栈时被压进来的到底是个4字节的整数还是个2字节的短整数,所以采取了统一4字节的处理方式,导致参数压栈时做了符号扩展,扩展成了32位的整数-1,打印时4个位置不够了,就把32位整数-1的8位16进制都打印出来了。如果你想看si的本来面目,那么就应该让编译器做0扩展而不是符号扩展(扩展时二进制左边补0而不是补符号位):

sprintf(s, "%04X", (unsigned short)si);



就可以了。或者:

unsigned short si = -1;



sprintf(s, "%04X", si);



sprintf和printf还可以按8进制打印整数字符串,使用”%o”。注意8进制和16进制都不会打印出负数,都是无符号的,实际上也就是变量的内部编码的直接的16进制或8进制表示。

2.      控制浮点数打印格式

浮点数的打印和格式控制是sprintf的又一大常用功能,浮点数使用格式符”%f”控制,默认保留小数点后6位数字,比如:

sprintf(s, "%f", 3.1415926);    //产生"3.141593"



但有时我们希望自己控制打印的宽度和小数位数,这时就应该使用:”%m.nf”格式,其中m表示打印的宽度,n表示小数点后的位数。比如:

sprintf(s, "%10.3f", 3.1415626);   //产生:"     3.142"



sprintf(s, "%-10.3f", 3.1415626); //产生:"3.142     "



sprintf(s, "%.3f", 3.1415626); //不指定总宽度,产生:"3.142"



注意一个问题,你猜

int i = 100;



sprintf(s, "%.2f", i);



会打出什么东东来?“100.00”?对吗?自己试试就知道了,同时也试试下面这个:

sprintf(s, "%.2f", (double)i);



第一个打出来的肯定不是正确结果,原因跟前面提到的一样,参数压栈时调用者并不知道跟i相对应的格式控制符是个”%f”。而函数执行时函数本身则并不知道当年被压入栈里的是个整数,于是可怜的保存整数i的那4个字节就被不由分说地强行作为浮点数格式来解释了,整个乱套了。

不过,如果有人有兴趣使用手工编码一个浮点数,那么倒可以使用这种方法来检验一下你手工编排的结果是否正确。J

字符/Ascii码对照

我们知道,在C/C++语言中,char也是一种普通的scalable类型,除了字长之外,它与short,int,long这些类型没有本质区别,只不过被大家习惯用来表示字符和字符串而已。(或许当年该把这个类型叫做“byte”,然后现在就可以根据实际情况,使用byte或short来把char通过typedef定义出来,这样更合适些)

于是,使用”%d”或者”%x”打印一个字符,便能得出它的10进制或16进制的ASCII码;反过来,使用”%c”打印一个整数,便可以看到它所对应的ASCII字符。以下程序段把所有可见字符的ASCII码对照表打印到屏幕上(这里采用printf,注意”#”与”%X”合用时自动为16进制数增加”0X”前缀):

for(int i = 32; i < 127; i++) {



    printf("[ %c ]: %3d 0x%#04X\n", i, i, i);



}





3.      连接字符串

sprintf的格式控制串中既然可以插入各种东西,并最终把它们“连成一串”,自然也就能够连接字符串,从而在许多场合可以替代strcat,但sprintf能够一次连接多个字符串(自然也可以同时在它们中间插入别的内容,总之非常灵活)。比如:

char* who = "I";



char* whom = "CSDN";



sprintf(s, "%s love %s.", who, whom); //产生:"I love CSDN. "



strcat只能连接字符串(一段以’\0’结尾的字符数组或叫做字符缓冲,null-terminated-string),但有时我们有两段字符缓冲区,他们并不是以’\0’结尾。比如许多从第三方库函数中返回的字符数组,从硬件或者网络传输中读进来的字符流,它们未必每一段字符序列后面都有个相应的’\0’来结尾。如果直接连接,不管是sprintf还是strcat肯定会导致非法内存操作,而strncat也至少要求第一个参数是个null-terminated-string,那该怎么办呢?我们自然会想起前面介绍打印整数和浮点数时可以指定宽度,字符串也一样的。比如:

char a1[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'};



char a2[] = {'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N'};



如果:

sprintf(s, "%s%s", a1, a2); //Don't do that!



十有八九要出问题了。是否可以改成:

sprintf(s, "%7s%7s", a1, a2);



也没好到哪儿去,正确的应该是:

sprintf(s, "%.7s%.7s", a1, a2);//产生:"ABCDEFGHIJKLMN"



这可以类比打印浮点数的”%m.nf”,在”%m.ns”中,m表示占用宽度(字符串长度不足时补空格,超出了则按照实际宽度打印),n才表示从相应的字符串中最多取用的字符数。通常在打印字符串时m没什么大用,还是点号后面的n用的多。自然,也可以前后都只取部分字符:

sprintf(s, "%.6s%.5s", a1, a2);//产生:"ABCDEFHIJKL"



在许多时候,我们或许还希望这些格式控制符中用以指定长度信息的数字是动态的,而不是静态指定的,因为许多时候,程序要到运行时才会清楚到底需要取字符数组中的几个字符,这种动态的宽度/精度设置功能在sprintf的实现中也被考虑到了,sprintf采用”*”来占用一个本来需要一个指定宽度或精度的常数数字的位置,同样,而实际的宽度或精度就可以和其它被打印的变量一样被提供出来,于是,上面的例子可以变成:

sprintf(s, "%.*s%.*s", 7, a1, 7, a2);



或者:

sprintf(s, "%.*s%.*s", sizeof(a1), a1, sizeof(a2), a2);



实际上,前面介绍的打印字符、整数、浮点数等都可以动态指定那些常量值,比如:

sprintf(s, "%-*d", 4, 'A'); //产生"65 "



sprintf(s, "%#0*X", 8, 128);    //产生"0X000080""#"产生0X



sprintf(s, "%*.*f", 10, 2, 3.1415926); //产生"      3.14"



4.      打印地址信息

有时调试程序时,我们可能想查看某些变量或者成员的地址,由于地址或者指针也不过是个32位的数,你完全可以使用打印无符号整数的”%u”把他们打印出来:

sprintf(s, "%u", &i);



不过通常人们还是喜欢使用16进制而不是10进制来显示一个地址:

sprintf(s, "%08X", &i);



然而,这些都是间接的方法,对于地址打印,sprintf 提供了专门的”%p”:

sprintf(s, "%p", &i);



我觉得它实际上就相当于:



sprintf(s, "%0*x", 2 * sizeof(void *), &i);



5.      利用sprintf的返回值

较少有人注意printf/sprintf函数的返回值,但有时它却是有用的,spritnf返回了本次函数调用最终打印到字符缓冲区中的字符数目。也就是说每当一次sprinf调用结束以后,你无须再调用一次strlen便已经知道了结果字符串的长度。如:

int len = sprintf(s, "%d", i);



对于正整数来说,len便等于整数i的10进制位数。

下面的是个完整的例子,产生10个[0, 100)之间的随机数,并将他们打印到一个字符数组s中,以逗号分隔开。

#include <stdio.h>



#include <time.h>



#include <stdlib.h>





int main() {



    srand(time(0));



    char s[64];



    int offset = 0;



    for(int i = 0; i < 10; i++) {



       offset += sprintf(s + offset, "%d,", rand() % 100);



    }



    s[offset - 1] = '\n';//将最后一个逗号换成换行符。



    printf(s);





    return 0;



}



设想当你从数据库中取出一条记录,然后希望把他们的各个字段按照某种规则连接成一个字符串时,就可以使用这种方法,从理论上讲,他应该比不断的strcat效率高,因为strcat每次调用都需要先找到最后的那个’\0’的位置,而在上面给出的例子中,我们每次都利用sprintf返回值把这个位置直接记下来了。

6.      使用sprintf的常见问题

sprintf是个变参函数,使用时经常出问题,而且只要出问题通常就是能导致程序崩溃的内存访问错误,但好在由sprintf误用导致的问题虽然严重,却很容易找出,无非就是那么几种情况,通常用眼睛再把出错的代码多看几眼就看出来了。

?         缓冲区溢出

第一个参数的长度太短了,没的说,给个大点的地方吧。当然也可能是后面的参数的问题,建议变参对应一定要细心,而打印字符串时,尽量使用”%.ns”的形式指定最大字符数。

?         忘记了第一个参数

低级得不能再低级问题,用printf用得太惯了。//偶就常犯。:。(

?         变参对应出问题

通常是忘记了提供对应某个格式符的变参,导致以后的参数统统错位,检查检查吧。尤其是对应”*”的那些参数,都提供了吗?不要把一个整数对应一个”%s”,编译器会觉得你欺她太甚了(编译器是obj和exe的妈妈,应该是个女的,:P)。

7.      strftime

sprintf还有个不错的表妹:strftime,专门用于格式化时间字符串的,用法跟她表哥很像,也是一大堆格式控制符,只是毕竟小姑娘家心细,她还要调用者指定缓冲区的最大长度,可能是为了在出现问题时可以推卸责任吧。这里举个例子:

time_t t = time(0);





//产生"YYYY-MM-DD hh:mm:ss"格式的字符串。



char s[32];



strftime(s, sizeof(s), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", localtime(&t));



sprintf在MFC中也能找到他的知音:CString::Format,strftime在MFC中自然也有她的同道:CTime::Format,这一对由于从面向对象哪里得到了赞助,用以写出的代码更觉优雅。



8.      后记

本文介绍的所有这些功能,在MSDN中都可以很容易地查到,笔者只是根据自己的使用经验,结合一些例子,把一些常用的,有用的,而可能为许多初学者所不知的用法介绍了一点,希望大家不要笑话,也希望大家批评指正。

有人认为这种带变参的函数会引起各种问题,因而不提倡使用。但笔者本人每每还是抵挡不了它们强大功能的诱惑,在实际工作中一直在使用。实际上,C#.NET从开始就支持变参,刚发布不久的Java5.0也支持变参了。



感谢ericzhangali(另一个空间)仔细审阅了全稿,纠正了很多小错误,并提出了一些建议。也感谢laomai(老迈)阅读了全稿并给出了增删一些内容的建议。 




①获取System时间: void GetSystemTime(LPSYSTEMTIME lpSystemTime); 下面是例子:
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void main() {
SYSTEMTIME st; //定义存放时间的结构体
char strTime[256];
int n="0";
GetSystemTime(&st);
n = sprintf(strTime,"Year:\t%d\n",st.wYear);
n += sprintf(strTime+n,"Month:\t%d\n",st.wMonth);
n += sprintf(strTime+n,"Day:\t%d\n",st.wDay);
n += sprintf(strTime+n,"Date:\t%d\n",st.wDayOfWeek);
n += sprintf(strTime+n,"Hour:\t%d\n",st.wHour);
n += sprintf(strTime+n,"Minute:\t%d\n",st.wMinute);
n += sprintf(strTime+n,"Second:\t%d\n",st.wSecond);
n += sprintf(strTime+n,"MilliSecond:\t%d\n",st.wMilliseconds);

printf("%s",strTime);
system("pause");
}
******************************************

 参量表是需要输出的一系列参数, 其个数必须与格式化字符串所说明的输出
参数个数一样多, 各参数之间用","分开, 且顺序一一对应,  否则将会出现意想
不到的错误。
    1. 格式化规定符
    Turbo C2.0提供的格式化规定符如下:
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
   符号                  作用
──────────────────────────
    %d              十进制有符号整数
    %u              十进制无符号整数
    %f              浮点数
    %s              字符串
    %c              单个字符
    %p              指针的值
    %e              指数形式的浮点数
    %x, %X          无符号以十六进制表示的整数
    %0              无符号以八进制表示的整数
    %g              自动选择合适的表示法
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
    说明:
    (1). 可以在"%"和字母之间插进数字表示最大场宽。
     例如:  %3d   表示输出3位整型数, 不够3位右对齐。
            %9.2f 表示输出场宽为9的浮点数, 其中小数位为2, 整数位为6,
                  小数点占一位, 不够9位右对齐。
            %8s   表示输出8个字符的字符串, 不够8个字符右对齐。
    如果字符串的长度、或整型数位数超过说明的场宽, 将按其实际长度输出。
但对浮点数, 若整数部分位数超过了说明的整数位宽度, 将按实际整数位输出;
若小数部分位数超过了说明的小数位宽度, 则按说明的宽度以四舍五入输出。
    另外, 若想在输出值前加一些0, 就应在场宽项前加个0。
    例如:   %04d  表示在输出一个小于4位的数值时, 将在前面补0使其总宽度
为4位。
    如果用浮点数表示字符或整型量的输出格式, 小数点后的数字代表最大宽度,
小数点前的数字代表最小宽度。
    例如: %6.9s 表示显示一个长度不小于6且不大于9的字符串。若大于9,  则
第9个字符以后的内容将被删除。
    (2). 可以在"%"和字母之间加小写字母l, 表示输出的是长型数。
    例如:   %ld   表示输出long整数
            %lf   表示输出double浮点数
    (3). 可以控制输出左对齐或右对齐, 即在"%"和字母之间加入一个"-" 号可
说明输出为左对齐, 否则为右对齐。
    例如:   %-7d  表示输出7位整数左对齐
            %-10s 表示输出10个字符左对齐
    2. 一些特殊规定字符
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
    字符                           作用
──────────────────────────
     \n                   换行
     \f                   清屏并换页
     \r                   回车
     \t                   Tab符
     \xhh                 表示一个ASCII码用16进表示,
                          其中hh是1到2个16进制数
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
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文章评论 2条评论)

登录后参与讨论

jh_life 2013-5-19 00:19

youyong,xiexie

xiaoxi1252002 2009-7-14 10:20

请教个问题 DSP程序中使用sprintf时,总是出现错误,似乎是溢出问题,我的程序如下: char tem[10]; long(int) Dad; sprintf(tem,"%ld",Dad); 编译时错误提示: >> warning: creating .sysmem section with default size of 400 (hex) words. Use -heap option to change the default size. >> error: can't allocate .text, size 0000121b (page 0) in RAML0 (avail: 00001000) >> error: errors in input - ./Debug/SCI_for_RS232C.out not built >> Compilation failure Build Complete, 3 Errors, 1 Warnings, 0 Remarks.
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