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课堂

printf函数

·约 2 分钟

printf 笔记

1. 基本概念

printf 是 C 标准库函数，声明在 <stdio.h> 中，用于把格式化文本输出到标准输出 stdout。

函数原型：

int printf(const char *format, ...);
  • format：格式字符串
  • ...：可变参数，数量和类型由格式字符串决定
  • 返回值：成功时返回输出的字符数；失败时返回负数
  • printf 不会自动换行，需要手动写 \n

最简示例：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

2. 格式说明符

格式说明符以 % 开头，常见如下：

说明符 含义 参数类型 示例
%d / %i 有符号十进制整数 int printf("%d", 42);
%u 无符号十进制整数 unsigned int printf("%u", 42u);
%o 无符号八进制 unsigned int printf("%o", 255); → 377
%x / %X 无符号十六进制 unsigned int printf("%x", 255); → ff
%f 浮点数，默认 6 位小数 double printf("%f", 3.14);
%e / %E 科学计数法 double printf("%e", 3.14);
%g / %G 自动选择 %f 或 %e double printf("%g", 3.14);
%c 单个字符 int，通常传 char printf("%c", 'A');
%s 字符串 char * printf("%s", "hello");
%p 指针地址 void * printf("%p", (void *)&x);
%% 输出一个 % 不消耗参数 printf("%%");

注意：

  • float 传给 printf 时会自动提升为 double，所以用 %f 即可。
  • %s 要求字符串必须以 '\0' 结尾。
  • %c 的参数是 int，但传 char 通常也可以。

3. 长度修饰符

用于说明整数或浮点数的具体长度。

修饰符 配合 含义
hh d i u o x X signed char / unsigned char
h d i u o x X short / unsigned short
l d i u o x X long / unsigned long
ll d i u o x X long long / unsigned long long
z d i u o x X size_t 或对应有符号类型
j d i u o x X intmax_t / uintmax_t
t d i u o x X ptrdiff_t
L f e g long double

常见例子：

long a = 123L;
long long b = 456LL;
size_t len = strlen("hello");

printf("%ld\n", a);
printf("%lld\n", b);
printf("%zu\n", len);
printf("%Lf\n", 3.14L);

4. 标志、宽度和精度

完整格式：

%[标志][宽度][.精度][长度]说明符

常用标志

标志 作用 示例
- 左对齐 `printf("%-5d
+ 正数也显示 + printf("%+d", 5); → +5
空格 正数前显示空格 printf("% d", 5); → 5
0 用 0 填充宽度 printf("%05d", 42); → 00042
# 替代形式 printf("%#x", 255); → 0xff

宽度

宽度表示最少输出多少个字符，不够时补空格。

printf("%5d\n", 42);    // "   42"
printf("%-5d|\n", 42);  // "42   |"
printf("%05d\n", 42);   // "00042"

精度

精度以 . 开头。

  • 对整数：最少位数，不够补 0
  • 对浮点数：小数点后位数
  • 对字符串：最多输出多少个字符
printf("%.3d\n", 42);      // "042"
printf("%.2f\n", 3.14159); // "3.14"
printf("%.3s\n", "hello"); // "hel"

动态宽度和精度

用 * 从参数中读取宽度或精度。

int width = 8;
int precision = 2;

printf("%*d\n", width, 42);          // "      42"
printf("%-*d|\n", width, 42);        // "42      |"
printf("%.*f\n", precision, 3.14159); // "3.14"
printf("%*.*f\n", width, precision, 3.14159);

5. 转义字符

printf 的格式字符串中可以使用转义字符：

转义 含义
\n 换行
\t 水平制表
\r 回车
\b 退格
\f 换页
\v 垂直制表
\\ 反斜杠
\' 单引号
\" 双引号
\? 问号
\0 空字符
\ooo 八进制字符，最多三位
\xhh 十六进制字符

示例：

printf("Hello\nWorld\n");
printf("Name:\tTom\n");
printf("100%%\n");      // 输出 100%
printf("A = \x41\n");   // 输出 A = A

6. 常见用法示例

输出整数

int age = 20;
printf("Age: %d\n", age);
printf("Hex: %x\n", 255);
printf("Oct: %o\n", 255);

输出浮点数

double pi = 3.14159;
printf("%f\n", pi);      // 3.141590
printf("%.2f\n", pi);    // 3.14
printf("%8.2f\n", pi);   // "    3.14"
printf("%-8.2f|\n", pi); // "3.14    |"

输出字符和字符串

char grade = 'A';
char name[] = "Tom";

printf("%c\n", grade);
printf("%s\n", name);
printf("%.1s\n", name); // "T"

输出指针

int x = 10;
printf("%p\n", (void *)&x);

输出百分号

printf("Discount: 20%%\n");

7. printf 的返回值

printf 返回成功输出的字符数，不包括结尾的 '\0'，因为 printf 不会自动添加 '\0'。

int n = printf("abc\n");
printf("%d\n", n); // 4，因为 'a'、'b'、'c'、'\n' 共 4 个字符

如果输出失败，返回负数。

8. 常见错误

格式说明符和参数类型不匹配

printf("%d\n", 3.14);   // 错误：应该用 %f
printf("%f\n", 42);     // 错误：应该用 %d
printf("%s\n", 'A');    // 错误：应该用 %c
printf("%c\n", "A");    // 错误：应该用 %s 或传 'A'

格式不匹配属于未定义行为，可能输出乱码、崩溃或看似正常但结果不可靠。

忘记换行

printf("Hello");
printf("World");

输出：

HelloWorld

应该写成：

printf("Hello\n");
printf("World\n");

字符串没有 '\0' 结尾

char s[3] = {'c', 'a', 't'};
printf("%s\n", s); // 危险，可能一直打印到内存中下一个 '\0'

应该：

char s[4] = {'c', 'a', 't', '\0'};

格式字符串漏洞

不要这样写：

printf(user_input);

如果用户输入 %s、%x 等，printf 会去栈上读取参数，可能导致崩溃或泄露信息。

应该：

printf("%s", user_input);

%n 不安全

%n 会把已输出字符数写入一个 int *，容易造成安全问题，通常不建议使用。

9. CS50 中的 printf

CS50 的 string 本质上是 char *，来自：

#include <cs50.h>

所以可以直接用 %s 打印：

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    string name = get_string("Name: ");

    printf("Hello, %s\n", name);
}

输入：

Tom

输出：

Hello, Tom

10. 相关输出函数

函数 作用
printf 输出到 stdout
fprintf 输出到指定文件流
sprintf 输出到字符串，不安全
snprintf 输出到字符串，带大小限制，更安全
puts 输出字符串并自动换行
putchar 输出单个字符

示例：

fprintf(stdout, "Hello\n"); // 等价于 printf("Hello\n");

char buf[100];
snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", 42);
puts(buf);

11. 最需要记住的写法

printf("%d\n", 42);
printf("%f\n", 3.14);
printf("%.2f\n", 3.14159);
printf("%c\n", 'A');
printf("%s\n", "hello");
printf("%5d\n", 42);
printf("%-5d|\n", 42);
printf("%05d\n", 42);
printf("%x\n", 255);
printf("%p\n", (void *)&x);
printf("%%\n");
printf("%zu\n", strlen("hello"));

12. 一句话总结

printf 按格式字符串把数据转换成文本并输出到 stdout；使用时最重要的是：格式说明符必须和参数类型匹配，并且字符串要以 '\0' 结尾。