printf家族探祕

有一個函數，是咱們從學習c語言就開始的第一天就接觸的，那就是printf函數，但是這個家族的函數，帶給咱們的便利卻不是一點半點，因此寫一篇用法總結。

1.printf函數

格式化輸出，能夠輸出八進制，十進制，十六進制，能夠輸出字符串，%p輸出地址。基本的東西就不在贅述了。

printf是有返回值的，只是通常咱們用不到。printf（）函數也有一個返回值，它返回所打印的字符的數目。若是有輸出錯誤，那麼printf（）會返回一個負數（printf( ) 的一些老版本會有不一樣的返回值）。

*號符，在printf函數中有着很強的格式化做用，如同linux中同樣，* 表明任意匹配。

再看一個格式化輸出十六進制的例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    unsigned int a=0x1;
    printf("%#010x",a);
    return 0;
}

在編程中常常會打印地址，而通常要求打印8個字節，而字節前導咱們不但願使用空格而是使用前導0來填充，就可使用上面的寫法。

# 號：使用格式說明的可選形式，#o 打印的則以0（零）開始，八進制，#x或者#X，則以0x或者0X開始，十六進制。

0（零）：對於全部數字格式，用前導零填充而不是空格。若是出現 - 標誌或者指定了精度（對於整數）則忽略該標誌。

那麼%#010x：就表示：以十六進制輸出，輸出長度一共爲10，前導用0填充而不是空格。因爲#x的做用佔用了兩個位置，由於要輸出0x，因此還剩下8個位置，這樣就指定輸出了十六進制8個字節長度的數據。

若是這樣以爲很差閱讀，能夠不使用#，直接手動書寫0x前綴，指定寬度爲8，前導0便可：如：

這是printf函數的經常使用方法，可是正真重要的，仍是在於可變參數及其家族的變種函數。

2.fprintf函數

專一於文件操做的file printf。文件輸出，實際上是往文件中寫內容，如同printf函數同樣，雖說它是輸出函數，但實質上往輸出流寫數據。fprintf彙集了printf家族的傳統，能夠格式化寫文件：

 

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main(void)
{
    float imag[10];
    float j=0;
    FILE *fp;
    for(int i=0;i<10;i++,j=j+0.2)
    {
        imag[i]=1.0+j;
        
    }


    if((fp=fopen("test.txt","w+"))==NULL)
    {
        printf("err\n");
        fflush(stdout);
        getchar();
        exit(1);
    }
    fprintf(fp,"%s","imag[]={");
    for(int i=0;i<10;i++)
        fprintf(fp," %.4f,",imag[i]);
    fprintf(fp,"%c",'}');
    fclose(fp);
    return 0;
}

輸出文件：

fopen一個函數，使用w+的方式表示，打開一個文件，能夠進行更新（讀取和寫入），若是該文件存在，就將其長度變爲0，若是不存在則先建立之。

int fprintf( FILE *stream, const char * restrict format , ...);

按照format格式輸出到stream。其實，在linux學習中，咱們知道一切皆文件，這個FILE指針，是能夠映射到標準輸出的，即：printf(...)=fprintf(stdout,...).

 3.sprintf

這個函數用得很是多，也很是重要，務必掌握。

做爲printf家族成員，天然printf自帶的格式化操做它都具備。sprintf主要用於把格式化輸出寫到指定字符數組中。

先看基礎用法：

經過下面的例子瞭解sprintf的原理：

能夠看到，sprintf把十進制數108放在字符數組buf中，可是存放的原理是，將十進制數的每一位變成字符存放在buf數組中，49對應ASCII字符1,48對應0,56對應8.這樣以後，咱們就能夠預估計buf數組給多大空間合適。

sprintf能夠很方便的格式化類型放在數組中，咱們再看一個例子：

如今試想一個問題，咱們常常編程的時候想要實現中文和英文的同時保存，可是，咱們怎麼以除了直接初始化的方式來執行英文和中文的連接呢？舉例說明一下這個問題，咱們想獲得一個字符串，包含中文和英文，例如上面的hi，你好。咱們能夠這樣初始化：char str[40]="hi,你好";可是，若是咱們的中文，須要由其餘地方給出呢？咱們怎麼作到拼接字符串？咱們應該知道，中文所佔字節必定是大於一個字節的，根據文本編碼，對應2-4個字節（這個要注意哦）。好比如今給你兩個字符串，一個是英文的，一個是中文的，你怎麼把它拼接到一塊兒？固然，庫函數提供 了這樣拼接功能的函數，但是，咱們的sprintf也能夠作到，而又由於sprintf支持各類格式，因此它使用是最頻繁的，如上面例子呈現的那樣。

返回值

返回寫入buffer 的字符數，出錯則返回負數。

sprintf 返回以format爲格式argument爲內容組成的結果被寫入buffer 的字節數，結束字符‘\0’不計入內。即，若是「Hello」被寫入空間足夠大的buffer後，函數sprintf 返回5

sprintf函數等同於fprintf，除了輸出被寫入一個數組（由參數s指定），而不是一個流。 空字符（\0）寫在寫入的字符的末尾; 它不計入返回值的一部分。 若是複製發生在重疊的對象之間，行爲是未定義的。

那麼咱們試試違規操做呢？

能夠看到，sprintf對溢出是沒有保護的，上面例子，str至少應該4個字節，就由於這樣，纔有了下面的snprintf函數。

3.1 snprintf

這個函數就是在sprintf的基礎上增長了一點內容。

 

 函數snprintf（）和vsnprintf（）不寫入超出字節（包括終止空字節（'\ 0'））。 若是因爲此限制致使輸出被截斷，那麼返回值是若是有足夠的空間可用，則該字符數將被寫入最終字符串（不包括終止空字節）。 所以，返回值大小比指定的n更大或者相等，意味着輸出被截斷。 

仍是上代碼來看，由於sprintf會由於使用不當形成內存溢出，而snprintf則不會：

 

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char str[5];
    int ret = snprintf(str, 3, "%s", "abcdefg");
    printf("%d\n", ret);
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

 linux下運行：

 vs2017運行：

gcc for Windows：

 

看來和編譯器有點關係呀，不過咱們學習以c標準的爲基準。

 

snprintf函數等同於fprintf，除了輸出被寫入一個數組（由參數s指定）而不是一個流。 若是n爲零，則不寫任何內容，
而且s多是空指針。 不然超出n-1的輸出字符丟棄而不是寫入數組（這就是比sprintf安全的地方了），而且空字符寫入實際寫入數組的字符的末尾。 若是複製發生在重疊的對象之間，行爲是未定義的。

snprintf函數返回已寫入的字符數，n已經足夠大，不計算終止空字符，若是發生編碼錯誤返回負值。 所以，\0終止的輸出已經被當且僅當返回的值爲非負數且小於n時才徹底寫入。
見了c標準以後，能夠知道，咱們的gcc for Windows是和vc6.0同樣的輸入，這樣實際上是沒有依照c99標準的，故再也不分析這樣編譯器的輸出。

那麼在如今的基礎上來分析上面的代碼：

指定n=3，輸出最多n-1個，由於snprintf須要給咱們一個結尾\0，故只有ab被寫入，返回值，是不包含結尾\0的應該輸入的大小，這裏是7。這證實了咱們的字符有7個（不包含\0）須要輸出，因此要想所有輸出，咱們應該指定n=8.

snprintf比sprintf安全，有了溢出保護，建議使用。

總結一下就是：snprintf有溢出保護，就算你給超出空間的內容也不會出現溢出錯誤，會被snprintf截斷。輸入的n，表明的是你想要格式化輸出到 s指針指向的空間的內容加上1，通俗一點的意思就是，你想格式化輸出7個字節到 s 指針指向的空間，那麼你的 n就應該指定爲8，由於snprintf只會傳遞n-1個字符過去，它要保留一個結尾\0.它的返回值，若是空間足夠，沒有發生截斷的狀況下，返回寫入字符的個數，不包含結尾\0，若是發生截斷，返回的是應該寫入的長度，不包含結尾\0，因此無論截斷不截斷，返回值的數學值都是相同的，只是表明的意義不一樣，若是寫入發生錯誤，返回負數。

 4.vsprintf

 

#include<stdio.h>
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
/*
    在LCD_printf中應用
    ※※※

*/

char buffer[30];
int vspfunc(char *format, ...)
{
   va_list aptr;
   int ret;

   va_start(aptr, format);
   ret = vsprintf(buffer, format, aptr);
   va_end(aptr);

   return(ret);
}

int main()
{
   int i = 1115;
   float f = 27.0;
   char str[10] = "world";

   vspfunc("hello %d %f %s", i, f, str);
   printf("%s", buffer); 
   return(0);
}

4.1 vsnprintf

和snprintf的功能對於sprintf同樣，vsnprintf也是處於這樣的緣由成爲升級版的vsprintf