C和C++ 常用格式化输出方式

调试的时候,格式化输出友好的话,可以有效的提高调试的效率,不然眼睛盯着都难受也找不到需要的参数在哪。。。。
因此,在这里整理一下,各种格式化输出的常见方法。

C语言

C语言中的输出函数为printf(),函数的圆形在头文件"stdio.h"中,但是,printf函数是个特例,在使用它的时候,不是必须包含头文件"stdio.h"。

printf函数调用的一般形式为:
printf(“格式控制字符串 && 非格式字符串”, 输出表列)

其中格式控制字符串用于指定输出格式,格式字符串是以%开头的字符串,在%后面跟有各种格式字符,以说明输出数据的类型、形式、长度、小数位数等。如:

  • “%d”表示按十进制整型输出;
  • “%ld”表示按十进制长整型输出;
  • “%c”表示按字符型输出等。

非格式字符串原样输出,在显示中起提示作用。输出表列中给出了各个输出项,要求格式字符串和各输出项在数量和类型上应该一一对应。

格式字符串

数据类型

类型字符用以表示输出数据的类型,其格式符和意义如下表所示:

格式字符 意义
%d 以十进制形式输出带符号整数(正数不输出符号)
%ld 以十进制形式输出带符号long整数(正数不输出符号)
%o 以八进制形式输出无符号整数(不输出前缀0)
%x, %X 以十六进制形式输出无符号整数(不输出前缀Ox)
%u 以十进制形式输出无符号整数
%f, %lf 以小数形式输出单、双精度实数
%e, %E 以指数形式输出单、双精度实数
%g, %G 以%f或%e中较短的输出宽度输出单、双精度实数
%c 输出单个字符
%s 输出字符串
%p 指针的值

标志

标志字符为-,+,#和空格四种,具体如下表

格式字符 意义
- 结果左对齐,右边填空格
+ 输出符号(正号或负号)
\space 输出值为正时冠以空格,为负时冠以负号
# 对c、s、d、u类无影响,对o类,在输出时加前缀o对x类,在输出时加前缀0x,对e、g、f 类当结果有小数时才给出小数点

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。

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

设置最小宽度

用十进制整数来表示输出的最少位数。若实际位数多于定义的宽度,则按实际位数输出,若实际位数少于定义的宽度则补以空格或0。如%5d,表示输出五位整型。

输出精度

精度格式符以“.”开头,后跟十进制整数。本项的意义是:如果输出数字,则表示小数的位数;如果输出的是字符,则表示输出字符的个数;若实际位数大于所定义的精度数,则截去超过的部分。

长度

长度格式符为h、l两种,h表示按短整型量输出,l表示按长整型量输出。

例子

#include 

int main(void){
   int a=15;
   long float b=123.1234567;
   double c=12345678.1234567;
   char d='p';
   
   printf("a=%d\n", a);
   printf("a(%%d)=%d, a(%%5d)=%5d, a(%%o)=%o, a(%%x)=%x\n\n",a,a,a,a);  // %% 可以输出 %
   printf("b=%f\n", b);
   printf("b(%%f)=%f, b(%%lf)=%lf, b(%%5.4lf)=%5.4lf, b(%%e)=%e\n\n",b,b,b,b);
   printf("c=%f\n", c);
   printf("c(%%lf)=%lf, c(%%f)=%f, c(%%8.4lf)=%8.4lf\n\n",c,c,c);
   printf("d=%c\n", d);
   printf("d(%%c)=%c, d(%%8c)=%8c\n",d,d);
   
   return 0;
}

C++

C++ 中的 cout 对象则使用流操作算子或者成员函数进行控制,在头文件 iomanip 中定义的,要使用这些流操纵算子,必须包含该头文件。

流操纵算子 意义
*dec 以十进制形式输出整数
hex 以十六进制形式输出整数
oct 以八进制形式输出整数
fixed 以普通小数形式输出浮点数
scientific 以科学计数法形式输出浮点数
left 左对齐,即在宽度不足时将填充字符添加到右边
*right 右对齐,即在宽度不足时将填充字符添加到左边
setbase(b) 设置输出整数时的进制,b=8、10 或 16
setw(w) 指定输出宽度为 w 个字符,或输人字符串时读入 w 个字符
setfill© 在指定输出宽度的情况下,输出的宽度不足时用字符 c 填充(默认情况是用空格填充)
setprecision(n) 设置输出浮点数的精度为 n。在使用非 fixed 且非 scientific 方式输出的情况下,n 即为有效数字最多的位数,如果有效数字位数超过 n,则小数部分四舍五人,或自动变为科学计 数法输出并保留一共 n 位有效数字。在使用 fixed 方式和 scientific 方式输出的情况下,n 是小数点后面应保留的位数。
setiosflags(flag)© 将某个输出格式标志置为 1
resetiosflags(flag) 将某个输出格式标志置为 0
boolapha 把 true 和 false 输出为字符串
*noboolalpha 把 true 和 false 输出为 0、1
showbase 输出表示数值的进制的前缀
*noshowbase 不输出表示数值的进制.的前缀
showpoint 总是输出小数点
*noshowpoint 只有当小数部分存在时才显示小数点
showpos 在非负数值中显示 +
*noshowpos 在非负数值中不显示 +
*skipws 输入时跳过空白字符
noskipws 输入时不跳过空白字符
uppercase 十六进制数中使用 A~E。若输出前缀,则前缀输出 0X,科学计数法中输出 E
*nouppercase 十六进制数中使用 a~e。若输出前缀,则前缀输出 0x,科学计数法中输出 e。
internal 数值的符号(正负号)在指定宽度内左对齐,数值右对 齐,中间由填充字符填充。

流操作算子的使用方法

使用这些算子的方法是将算子用 << 和 cout 连用。例如:

cout << hex << 12 << "," << 24;

这条语句的作用是指定以十六进制形式输出后面两个数,因此输出结果是:

c, 18

setiosflags() 算子

setiosflags() 算子实际上是一个库函数,它以一些标志作为参数,这些标志可以是在 iostream 头文件中定义的以下几种取值,它们的含义和同名算子一样。

格式字符 意义
ios::left 输出数据在本域宽范围内向左对齐
ios::right 输出数据在本域宽范围内向右对齐
ios::internal 数值的符号位在域宽内左对齐,数值右对齐,中间由填充字符填充
ios::dec 设置整数的基数为 10
ios::oct 设置整数的基数为 8
ios::hex 设置整数的基数为 16
ios::showbase 强制输出整数的基数(八进制数以 0 开头,十六进制数以 0x 打头)
ios::showpoint 强制输出浮点数的小点和尾数 0
ios::uppercase 在以科学记数法格式 E 和以十六进制输出字母时,以大写表示
ios::showpos 对正数显示“+”号
ios::scientific 浮点数以科学记数法格式输出
ios::fixed 浮点数以定点格式(小数形式)输出
ios::unitbuf 每次输出之后刷新所有的流
ios::stdio 每次输出之后清除 stdout, stderr

这些标志实际上都是仅有某比特位为 1,而其他比特位都为 0 的整数。
多个标志可以用|运算符连接,表示同时设置。例如:

cout << setiosflags(ios::scientific|ios::showpos) << 12.34;

输出结果是:

+1.234000e+001

如果两个相互矛盾的标志同时被设置,如先设置 setiosflags(ios::fixed),然后又设置 setiosflags(ios::scientific),那么结果可能就是两个标志都不起作用。因此,在设置了某标志,又要设置其他与之矛盾的标志时,就应该用 resetiosflags 清除原先的标志。例如下面三条语句:

cout << setiosflags(ios::fixed) << 12.34 << endl;
cout << resetiosflags(ios::fixed) << setiosflags(ios::scientific | ios::showpos) << 12.34 << endl;
cout << resetiosflags(ios::showpos) << 12.34 << endl;  //清除要输出正号的标志

输出结果是:

12.340000
+1.234000e+001
1.234000e+001

需要注意的是,setw() 算子所起的作用是一次性的,即只影响下一次输出。每次需要指定输出宽度时都要使用 setw()。

在读入字符串时,setw() 还能影响 cin 的行为。例如下面的程序:

#include 
#include 

using namespace std;

int main() {
    string s1, s2;
    cin >> setw(4) >> s1 >> setw(3) >> s2;
    cout << s1 << "," << s2 << endl;
    return 0;
}

输入:
1234567890↙

程序的输出结果是:
1234,567

说明setw(4)使得读入 s1 时,只读入 4 个字符,其后的setw(3)使得读入 s2 时只读入 3 个字符。

setw() 用于 cin 时,同样只影响下一次的输入。

调用cout的成员函数

ostream 类有一些成员函数,通过 cout 调用它们也能用于控制输出的格式,其作用和流操纵算子相同。

成员函数 作用相同的流操纵算子 说明
precision(n) setprecision(n) 设置输出浮点数的精度为 n。
width(w) setw(w) 指定输出宽度为 w 个字符。
fill© setfill © 在指定输出宽度的情况下,输出的宽度不足时用字符 c 填充(默认情况是用空格填充)。
setf(flag) setiosflags(flag) 将某个输出格式标志置为 1。
unsetf(flag) resetiosflags(flag) 将某个输出格式标志置为 0。

setf 和 unsetf 函数用到的flag,与 setiosflags 和 resetiosflags 用到的完全相同。

这些成员函数的用法十分简单。例如下面的三行程序:

cout.setf(ios::scientific);
cout.precision(8);
cout << 12.23 << endl;

输出结果是:

1.22300000e+001

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