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詳解C語言輸出列印

《C語言printf函數的進階用法》閱讀

頭檔案

printf

來自C語言頭檔案 stdio.h（标準IO），是C語言常用來列印日志的API。

#include <stdio.h>

cout

則來自 C++ 頭檔案 iostream

#include <iostream>

格式化參數

使用 printf 的一個難點就是掌握格式化參數。

通常來說，格式化參數所表示的類型與變量的實際類型一緻，才能列印出正确的結果。，比如

  • 聲明一個 int 變量，就用 %d 來格式化該變量的值。
  • 聲明一個 unsigned int 變量，就用 %u 來格式化該變量的值。

以下測試環境為

  • Windows 作業系統
  • Visual Studio
  • Win32 項目

1. 列印字元串（常用）

在C語言中，我們常用 char數組表示字元串：

#include <stdio.h>
int main() {
  char str[] = "Hello";
  printf("%s\n", str);
  return 0;
}

2. 列印整數（常用）

《C語言的整數類型》 閱讀

  • %d 十進制有符号整數
  • %u 十進制無符号整數

C語言中，帶符号的标準整數類型有 char，short，int，long，long long。

1、用%d格式化範圍内的正整數：

char c = 97;
short s = 128;
int i = 1024;
long l = 65500;
long long ll = 131070;
printf("%d\n", c); // 輸出97
printf("%u\n", c); // 輸出97
printf("%d\n", s); // 輸出128
printf("%u\n", s); // 輸出128
printf("%d\n", i); // 輸出1024
printf("%u\n", i); // 輸出1024
printf("%d\n", l); // 輸出65500
printf("%u\n", l); // 輸出65500
printf("%d\n", ll); // 輸出131070
printf("%u\n", ll); // 輸出131070

2、用%d格式化超出範圍的正整數：

char c = 128; // char範圍是 -128~127
short s = 32768; // short範圍是 -32768~32767
int i = 2147483648; // int範圍是 -2147483648~2147483647
long l = 2147483648;// long範圍是 -2147483648~2147483647
long long ll = 9223372036854775808; // long long 範圍 -9223372036854775808~9223372036854775807
printf("%d\n", c); // 輸出-128
printf("%u\n", c); // 輸出4294967168
printf("%d\n", s); // 輸出-32768
printf("%u\n", s); // 輸出4294934528
printf("%d\n", i); // 輸出-2147483648
printf("%u\n", i); // 輸出2147483648
printf("%d\n", l); // 輸出-2147483648
printf("%u\n", l); // 輸出2147483648
printf("%d\n", ll); // 輸出0
printf("%u\n", ll); // 輸出0
  • char的長度為1個位元組，128 用1個位元組表示等于 0x80，被解釋為有符号十進制整數 -128，是以 %d 格式化後輸出 -128；
  • short的長度為2個位元組，32768 用2個位元組表示等于 0x8000，被解釋為有符号十進制整數 -32768，是以 %d 格式化後輸出 -32768；
  • int和long的長度為4個位元組，2147483648 用4個位元組表示等于 0x80000000，被解釋為有符号十進制整數 -2147483648，是以 %d 格式化後輸出 -2147483648；

上述的幾種情況，我們在定義的時候，可以采用無符号數來聲明整型變量：

unsigned char c = 128; // char範圍是 -128~127
unsigned short s = 32768; // short範圍是 -32768~32767
unsigned int i = 2147483648; // int範圍是 -2147483648~2147483647
unsigned long l = 2147483648;// long範圍是 -2147483648~2147483647
printf("%d\n", c); // 輸出128
printf("%u\n", c); // 輸出128
printf("%d\n", s); // 輸出32768
printf("%u\n", s); // 輸出32768
printf("%d\n", i); // 輸出-2147483648
printf("%u\n", i); // 輸出2147483648
printf("%d\n", l); // 輸出-2147483648
printf("%u\n", l); // 輸出2147483648
  • 我們發現int和long在格式化為%d和%u時還是有所不同。

為了解決 long long 類型 printf 列印結果為 0 的問題，引入了格式化參數 %lld 和 %llu ，可以表示 64位（8位元組）的整型數。

long long ll = 9223372036854775808; // long long 範圍 -9223372036854775808~9223372036854775807
printf("%lld\n", ll); // 輸出-9223372036854775808
printf("%llu\n", ll); // 輸出9223372036854775808

3、可以在“%”和字母之間插進數字表示最小寬度

%3d

中，d表示以十進制輸出，3表示最少占3個字元的寬度，寬度不足以空格補齊，預設右對齊。綜合起來，

%3d

表示以十進制輸出，右對齊，寬度最小為3個字元。

char c = 1; // char範圍是 -128~127
short s = 1; // short範圍是 -32768~32767
int i = 1; // int範圍是 -2147483648~2147483647
long l = 1;// long範圍是 -2147483648~2147483647

printf("%3d\n", c);
printf("%5d\n", s);
printf("%10d\n", i);
printf("%10d\n", l);

printf("%3d\n", -c);
printf("%5d\n", -s);
printf("%10d\n", -i);
printf("%10d\n", -l);

輸出結果如下圖：

詳解C語言輸出列印

還可以用 %03d 表示輸出3位整型數，寬度不夠3位，左邊補0 ：

char c = 1;
short s = 1;
int i = 1;
long l = 1;
printf("%03d\n", c);
printf("%05d\n", s); 
printf("%010d\n", i);
printf("%010d\n", l);

printf("%03d\n", -c);
printf("%05d\n", -s);
printf("%010d\n", -i);
printf("%010d\n", -l);

輸出結果如圖所示：

詳解C語言輸出列印

我們再來看一下，超出最小寬度的情況：

char c = -127;
short s = -32767;
int i = -2147483647;
long l = -2147483647;

printf("%03d\n", c);
printf("%05d\n", s); 
printf("%010d\n", i);
printf("%010d\n", l);

printf("%03d\n", -c);
printf("%05d\n", -s);
printf("%010d\n", -i);
printf("%010d\n", -l);

如圖所示，負号也占一個字元位：

詳解C語言輸出列印

剛才看的是右對齊，現在再來看一下左對齊

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int a1=20, a2=345, a3=700, a4=22;
    int b1=56720, b2=9999, b3=20098, b4=2;
    int c1=233, c2=205, c3=1, c4=6666;
    int d1=34, d2=0, d3=23, d4=23006783;
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", a1, a2, a3, a4);
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", b1, b2, b3, b4);
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", c1, c2, c3, c4);
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", d1, d2, d3, d4);
    system("pause");
    return 0;
}
詳解C語言輸出列印

3. 列印16進制數

  • %o 無符号以八進制表示的整數; 八進制我們在程式設計時用得不多，再次就不展示了。
  • %x, %X 無符号以十六進制表示的整數(常用，列印指針一般會用到這個)
    %x 表示字母小寫，%X 表示字母大寫 
unsigned char c = 128; // char範圍是 -128~127
unsigned short s = 32768; // short範圍是 -32768~32767
unsigned int i = 2147483648; // int範圍是 -2147483648~2147483647
unsigned long l = 2147483648;// long範圍是 -2147483648~2147483647
long long ll = 9223372036854775808; // long long 範圍 -9223372036854775808~9223372036854775807
printf("%x\n", c); // 輸出80
printf("%x\n", s); // 輸出8000
printf("%x\n", i); // 輸出80000000
printf("%x\n", l); // 輸出80000000
printf("%llx\n", ll); // 輸出8000000000000000
  • 注意使用 %x 格式化超過32位所能表示的值時，會輸出0。是以，需要改用 %llx 格式化64位的整型；
  • 如果列印16進制數時需要

    0x

     字首，可以選用格式化參數

    %#x

     。

4. 列印浮點數

  • %f 浮點數
  • %e 指數形式的浮點數 
float f = 3.4028235E38;  // float 的範圍是 [-3.4028235E38, 3.4028235E38]
double d = 3.4028235E50;
printf("%f\n", f);  // 輸出 340282346638528860000000000000000000000.000000
printf("%e\n", f);  // 輸出 3.402823e+038
printf("%f\n", d);  // 輸出 340282350000000000000000000000000000000000000000000.000000
printf("%e\n", d);  // 輸出 3.402824e+050
printf("%lf\n", d); // 輸出 340282350000000000000000000000000000000000000000000.000000

列印浮點數時，常常要求保留精度：

float f = 3.4028235E38;  // float 的範圍是 [-3.4028235E38, 3.4028235E38]
double d = 3.4028235E50;
printf("%.2f\n", f);  // 輸出 340282346638528860000000000000000000000.00
printf("%.2e\n", f);  // 輸出 3.40e+038
printf("%.3f\n", d);  // 輸出 340282350000000000000000000000000000000000000000000.000
printf("%.3e\n", d);  // 輸出 3.403e+050
printf("%.1lf\n", d); // 輸出 340282350000000000000000000000000000000000000000000.0

5. 列印單個字元

%c 單個字元（常用）

char a = 'a';
int b = 98;
printf("%c\n", a); // 輸出a
printf("%c\n", b); // 輸出b

6. 列印指針

%p 指針

char str[] = {'G', 'o', 'd', '\0'};
printf("%p", str);    // 在一次實驗中，輸出00F3FBCC 
printf("%p\n", &str); // 在一次實驗中，輸出00F3FBCC
printf("%c\n", *str); // 輸出G

如下圖所示:

詳解C語言輸出列印

其中，0x00F3FBCC 是指針的首位址。對應的記憶體位址為：

詳解C語言輸出列印

自定義日志輸出 

/*=================================
 *  自定義列印輸出
 ==================================*/
#define INFO_OUTPUT         3
#define WARNING_OUTPUT      2
#define DEBUG_OUTPUT        1
#define ERROR_OUTPUT        0

#define DEBUG
#define DEBUG_LEVEL         INFO_OUTPUT

#define PRINT(info, ...) do{ \
    printf("[Info] (%s:%d->%s):" info"", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__); \
}while(0)

#define INFO_PRINT(info, ...) do{ \
    if(DEBUG_LEVEL>=INFO_OUTPUT){ \
        printf("[Info] (%s:%d->%s):" info"", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__); \
    } \
}while(0)

#define WARNING_PRINT(info, ...) do{ \
    if(DEBUG_LEVEL>=WARNING_OUTPUT){ \
        printf("[Warning] (%s:%d->%s):" info"", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__); \
    } \
}while(0)

#define DEBUG_PRINT(info,...) do{ \
    if(DEBUG_LEVEL>=DEBUG_OUTPUT){ \
        printf("[Debug] (%s:%d->%s):" info"",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__,##__VA_ARGS__); \
    } \
}while(0)

#define ERROR_PRINT(info, ...) do{ \
    if(DEBUG_LEVEL>=ERROR_OUTPUT){ \
        printf("[Error] (%s:%d->%s):" info"", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__, ##__VA_ARGS__); \
    } \
}while(0)
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