我必须用sprintf格式化std::string,并将其发送到文件流。我该怎么做呢?
当前回答
这里是内存使用(和执行速度)方面的最佳解决方案,不依赖于RVO,如果字符串大小大于零,也可以执行追加,还会自动调整std::string的大小。
宏解决方案IMO更好,现代编译器将警告如果格式字符串不匹配的类型。该函数版本不会出现此警告,因为编译器无法看到snprintf。宏版本也更短,它也需要一个更少的包含。
来自:
https://github.com/ericcurtin/twincam
宏观的解决方案:
#include <string.h>
#include <string>
// function that will sprintf to a C++ string starting from std::string::size()
// so if you want to completely overwrite a string or start at a specific point
// use std::string::clear() or std::string::resize(). str is a std::string.
#define STRING_PRINTF(str, ...) \
do { \
const int size = snprintf(NULL, 0, __VA_ARGS__); \
const size_t start_of_string = str.size(); \
str.resize(start_of_string + size); \
snprintf(&str[start_of_string], str.size() + 1, __VA_ARGS__); \
} while (0)
函数的解决方案:
#include <stdarg.h> // For va_start, etc.
#include <string.h>
#include <string>
// function that will sprintf to a C++ string starting from std::string::size()
// so if you want to completely overwrite a string or start at a specific point
// use std::string::clear() or std::string::resize()
int string_printf(std::string& str, const char* const fmt, ...) {
c_va_list c_args;
va_start(c_args.args, fmt);
c_va_list tmpa;
va_copy(tmpa.args, c_args.args);
// Get addtional size required
int size = vsnprintf(NULL, 0, fmt, tmpa.args);
if (size < 0) {
return -1;
}
const size_t start_of_string = str.size();
str.resize(start_of_string + size);
// plus 1 so the null terminator gets included
size = vsnprintf(&str[start_of_string], str.size() + 1, fmt, c_args.args);
return size;
}
更优解:
#define STRING_PRINTF(str, ...) \
do { \
const size_t write_point = str.size(); \
str.resize(write_point + 127); \
const int size = snprintf(&str[write_point], 128, __VA_ARGS__); \
str.resize(write_point + size); \
if (size < 128) { \
break; \
} \
\
snprintf(&str[write_point], size + 1, __VA_ARGS__); \
} while (0)
这是一个更优的解决方案,假设sprintf小于128字节,如果是,格式字符串只解析一次而不是两次。
其他回答
现代c++使得这非常简单。
C + + 20
c++ 20引入了std::format,它允许你这样做。它使用的替换字段类似于python中的替换字段:
#include <iostream>
#include <format>
int main() {
std::cout << std::format("Hello {}!\n", "world");
}
代码来自cppreference.com, CC BY-SA和GFDL
查看编译器支持页面,看看它是否在您的标准库实现中可用。截至2021年11月28日,Visual Studio 2019 16.10(于2021年05月25日发布)和Clang 14(可在此处跟踪)提供了部分支持。在所有其他情况下,您可以求助于下面的c++ 11解决方案,或使用{fmt}库,它具有与std::format相同的语义。
C++11
使用c++ 11的std::snprintf,这已经成为一个非常简单和安全的任务。
#include <memory>
#include <string>
#include <stdexcept>
template<typename ... Args>
std::string string_format( const std::string& format, Args ... args )
{
int size_s = std::snprintf( nullptr, 0, format.c_str(), args ... ) + 1; // Extra space for '\0'
if( size_s <= 0 ){ throw std::runtime_error( "Error during formatting." ); }
auto size = static_cast<size_t>( size_s );
std::unique_ptr<char[]> buf( new char[ size ] );
std::snprintf( buf.get(), size, format.c_str(), args ... );
return std::string( buf.get(), buf.get() + size - 1 ); // We don't want the '\0' inside
}
上面的代码片段是根据CC0 1.0许可的。
逐行解释:
目的:写入一个char*使用std::snprintf,然后将其转换为std::string。
首先,使用snprintf中的一个特殊条件确定所需的char数组长度。从cppreference.com:
返回值 […如果结果字符串由于buf_size限制而被截断, 函数返回字符总数(不包括 终止空字节),如果限制为 没有实施。
这意味着所需的大小是字符数加1,因此空结束符将位于所有其他字符之后,并且可以再次被字符串构造函数截断。@alexk7在评论中解释了这个问题。
int size_s = std::snprintf( nullptr, 0, format.c_str(), args ... ) + 1;
如果发生错误,Snprintf将返回负数,因此我们随后检查格式是否按预期工作。不这样做可能会导致无声错误或分配一个巨大的缓冲区,正如@ead在评论中指出的那样。
if( size_s <= 0 ){ throw std::runtime_error( "Error during formatting." ); }
因为我们知道size_s不能为负,所以我们使用静态强制转换将size_t从有符号整型转换为无符号size_t。这样,即使是最迂腐的编译器也不会抱怨下一行可能发生的转换。
size_t size = static_cast<size_t>( size_s );
接下来,我们分配一个新的字符数组,并将其分配给std::unique_ptr。通常建议这样做,因为您不必再次手动删除它。
注意,这不是一种使用用户定义类型分配unique_ptr的安全方法,因为如果构造函数抛出异常,您就不能释放内存!
std::unique_ptr<char[]> buf( new char[ size ] );
在c++ 14中,您可以使用make_unique,这对于用户定义的类型是安全的。
auto buf = std::make_unique<char[]>( size );
在此之后,我们当然可以将snprintf用于其预期用途,并将格式化的字符串写入char[]。
std::snprintf( buf.get(), size, format.c_str(), args ... );
最后,我们创建并返回一个新的std::string,确保省略结尾的空结束符。
return std::string( buf.get(), buf.get() + size - 1 );
您可以在这里看到一个实际的例子。
如果你也想在参数列表中使用std::string,看看这个要点。
针对Visual Studio用户的其他信息:
正如回答中所解释的,微软将std::snprintf重命名为_snprintf(是的,没有std::)。MS进一步将其设置为弃用,并建议使用_snprintf_s代替,但是_snprintf_s不会接受缓冲区为零或小于格式化输出,如果发生这种情况,将不会计算输出长度。 因此,为了消除编译过程中的弃用警告,您可以在文件顶部插入以下一行,其中包含了_snprintf的使用:
#pragma warning(disable : 4996)
最终的想法
这个问题的很多答案都是在c++ 11之前编写的,并且使用固定的缓冲区长度或vargs。除非你一直使用旧版本的c++,否则我不建议你使用这些解决方案。理想情况下,走c++ 20的路。
因为这个答案中的c++ 11解决方案使用模板,如果它被大量使用,它可以生成相当多的代码。但是,除非您正在为一个二进制文件空间非常有限的环境进行开发,否则这不会成为问题,并且在清晰度和安全性方面仍然比其他解决方案有很大的改进。
如果空间效率非常重要,这两个带有vargs和vsnprintf的解决方案可能会很有用。 不要使用任何具有固定缓冲长度的解决方案,那只是在自找麻烦。
_return.desc = (boost::format("fail to detect. cv_result = %d") % st_result).str();
更新1:增加了fmt::格式测试
我对这里介绍的方法进行了自己的研究,得到了与这里提到的完全相反的结果。
我用了4个函数/ 4个方法:
可变变量函数+ vsnprintf + std::unique_ptr 可变变量函数+ vsnprintf + std::string 可变变量模板函数+ std::ostringstream + std::tuple +实用程序::for_each 来自Fmt库的Fmt::format函数
对于googletest使用的测试后端。
#include <string>
#include <cstdarg>
#include <cstdlib>
#include <memory>
#include <algorithm>
#include <fmt/format.h>
inline std::string string_format(size_t string_reserve, const std::string fmt_str, ...)
{
size_t str_len = (std::max)(fmt_str.size(), string_reserve);
// plain buffer is a bit faster here than std::string::reserve
std::unique_ptr<char[]> formatted;
va_list ap;
va_start(ap, fmt_str);
while (true) {
formatted.reset(new char[str_len]);
const int final_n = vsnprintf(&formatted[0], str_len, fmt_str.c_str(), ap);
if (final_n < 0 || final_n >= int(str_len))
str_len += (std::abs)(final_n - int(str_len) + 1);
else
break;
}
va_end(ap);
return std::string(formatted.get());
}
inline std::string string_format2(size_t string_reserve, const std::string fmt_str, ...)
{
size_t str_len = (std::max)(fmt_str.size(), string_reserve);
std::string str;
va_list ap;
va_start(ap, fmt_str);
while (true) {
str.resize(str_len);
const int final_n = vsnprintf(const_cast<char *>(str.data()), str_len, fmt_str.c_str(), ap);
if (final_n < 0 || final_n >= int(str_len))
str_len += (std::abs)(final_n - int(str_len) + 1);
else {
str.resize(final_n); // do not forget to shrink the size!
break;
}
}
va_end(ap);
return str;
}
template <typename... Args>
inline std::string string_format3(size_t string_reserve, Args... args)
{
std::ostringstream ss;
if (string_reserve) {
ss.rdbuf()->str().reserve(string_reserve);
}
std::tuple<Args...> t{ args... };
utility::for_each(t, [&ss](auto & v)
{
ss << v;
});
return ss.str();
}
for_each实现从这里开始:遍历tuple
#include <type_traits>
#include <tuple>
namespace utility {
template <std::size_t I = 0, typename FuncT, typename... Tp>
inline typename std::enable_if<I == sizeof...(Tp), void>::type
for_each(std::tuple<Tp...> &, const FuncT &)
{
}
template<std::size_t I = 0, typename FuncT, typename... Tp>
inline typename std::enable_if<I < sizeof...(Tp), void>::type
for_each(std::tuple<Tp...> & t, const FuncT & f)
{
f(std::get<I>(t));
for_each<I + 1, FuncT, Tp...>(t, f);
}
}
测试:
TEST(ExternalFuncs, test_string_format_on_unique_ptr_0)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
const std::string v = string_format(0, "%s+%u\n", "test test test", 12345);
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
TEST(ExternalFuncs, test_string_format_on_unique_ptr_256)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
const std::string v = string_format(256, "%s+%u\n", "test test test", 12345);
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
TEST(ExternalFuncs, test_string_format_on_std_string_0)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
const std::string v = string_format2(0, "%s+%u\n", "test test test", 12345);
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
TEST(ExternalFuncs, test_string_format_on_std_string_256)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
const std::string v = string_format2(256, "%s+%u\n", "test test test", 12345);
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
TEST(ExternalFuncs, test_string_format_on_string_stream_on_variadic_tuple_0)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
const std::string v = string_format3(0, "test test test", "+", 12345, "\n");
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
TEST(ExternalFuncs, test_string_format_on_string_stream_on_variadic_tuple_256)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
const std::string v = string_format3(256, "test test test", "+", 12345, "\n");
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
TEST(ExternalFuncs, test_string_format_on_string_stream_inline_0)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
std::ostringstream ss;
ss << "test test test" << "+" << 12345 << "\n";
const std::string v = ss.str();
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
TEST(ExternalFuncs, test_string_format_on_string_stream_inline_256)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
std::ostringstream ss;
ss.rdbuf()->str().reserve(256);
ss << "test test test" << "+" << 12345 << "\n";
const std::string v = ss.str();
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
TEST(ExternalFuncs, test_fmt_format_positional)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
const std::string v = fmt::format("{0:s}+{1:d}\n", "test test test", 12345);
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
TEST(ExternalFuncs, test_fmt_format_named)
{
for (size_t i = 0; i < 1000000; i++) {
const std::string v = fmt::format("{first:s}+{second:d}\n", fmt::arg("first", "test test test"), fmt::arg("second", 12345));
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(v);
}
}
UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR。
unsued.hpp:
#define UTILITY_SUPPRESS_OPTIMIZATION_ON_VAR(var) ::utility::unused_param(&var)
namespace utility {
extern const volatile void * volatile g_unused_param_storage_ptr;
extern void
#ifdef __GNUC__
__attribute__((optimize("O0")))
#endif
unused_param(const volatile void * p);
}
unused.cpp:
namespace utility {
const volatile void * volatile g_unused_param_storage_ptr = nullptr;
void
#ifdef __GNUC__
__attribute__((optimize("O0")))
#endif
unused_param(const volatile void * p)
{
g_unused_param_storage_ptr = p;
}
}
结果:
[ RUN ] ExternalFuncs.test_string_format_on_unique_ptr_0
[ OK ] ExternalFuncs.test_string_format_on_unique_ptr_0 (556 ms)
[ RUN ] ExternalFuncs.test_string_format_on_unique_ptr_256
[ OK ] ExternalFuncs.test_string_format_on_unique_ptr_256 (331 ms)
[ RUN ] ExternalFuncs.test_string_format_on_std_string_0
[ OK ] ExternalFuncs.test_string_format_on_std_string_0 (457 ms)
[ RUN ] ExternalFuncs.test_string_format_on_std_string_256
[ OK ] ExternalFuncs.test_string_format_on_std_string_256 (279 ms)
[ RUN ] ExternalFuncs.test_string_format_on_string_stream_on_variadic_tuple_0
[ OK ] ExternalFuncs.test_string_format_on_string_stream_on_variadic_tuple_0 (1214 ms)
[ RUN ] ExternalFuncs.test_string_format_on_string_stream_on_variadic_tuple_256
[ OK ] ExternalFuncs.test_string_format_on_string_stream_on_variadic_tuple_256 (1325 ms)
[ RUN ] ExternalFuncs.test_string_format_on_string_stream_inline_0
[ OK ] ExternalFuncs.test_string_format_on_string_stream_inline_0 (1208 ms)
[ RUN ] ExternalFuncs.test_string_format_on_string_stream_inline_256
[ OK ] ExternalFuncs.test_string_format_on_string_stream_inline_256 (1302 ms)
[ RUN ] ExternalFuncs.test_fmt_format_positional
[ OK ] ExternalFuncs.test_fmt_format_positional (288 ms)
[ RUN ] ExternalFuncs.test_fmt_format_named
[ OK ] ExternalFuncs.test_fmt_format_named (392 ms)
正如你所看到的,通过vsnprintf+std::string实现等于fmt::format,但比通过vsnprintf+std::unique_ptr更快,而vsnprintf+std::unique_ptr比通过std::ostringstream更快。
测试在Visual Studio 2015 Update 3中编译,运行于Windows 7 x64 / Intel酷睿i7-4820K CPU @ 3.70GHz / 16GB。
我通常用这个:
std::string myformat(const char *const fmt, ...)
{
char *buffer = NULL;
va_list ap;
va_start(ap, fmt);
(void)vasprintf(&buffer, fmt, ap);
va_end(ap);
std::string result = buffer;
free(buffer);
return result;
}
缺点:并非所有系统都支持vasprint
根据Erik Aronesty提供的答案:
std::string string_format(const std::string &fmt, ...) {
std::vector<char> str(100,'\0');
va_list ap;
while (1) {
va_start(ap, fmt);
auto n = vsnprintf(str.data(), str.size(), fmt.c_str(), ap);
va_end(ap);
if ((n > -1) && (size_t(n) < str.size())) {
return str.data();
}
if (n > -1)
str.resize( n + 1 );
else
str.resize( str.size() * 2);
}
return str.data();
}
这避免了需要从原始答案中的.c_str()结果中取消const。
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