c++ 20 std::格式

它来了!该特性描述在:http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2019/p0645r9.html，并使用类似python的.format()语法。

我希望它的用法是这样的:

#include <format>
#include <string>

int main() {
    std::string message = std::format("The answer is {}.", 42);
}

g++-9 -std=c++2a的GCC 9.1.0仍然不支持它。

现有的fmt库在获得官方支持之前实现了它:https://github.com/fmtlib/fmt，如前所述:std::string格式化，如sprintf:

sudo apt install libfmt-dev

修改源代码以替换:

用<fmt/core.h> .h格式化> Std::format转换为fmt::format

main.cpp

#include <string>
#include <iostream>

#include <fmt/core.h>

int main() {
    std::string message = fmt::format("The answer is {}.", 42);
    std::cout << message << std::endl;
}

编译并运行:

g++ -std=c++11 -o main.out main.cpp -lfmt
./main.out

输出:

The answer is 42.

API将添加一个新的std::format头文件:

建议的格式化API定义在新的header <format>中，应该不会对现有代码产生影响。

十六进制格式{:x}

c++十六进制成本值？

前导零{:03}

用c++输出操作符打印前导零?

左对齐{:<}，右对齐{:>}，中对齐{:^}

打印cout时c++对齐<<

浮点精度{:.2}

我如何打印一个双值与全精度使用cout? 在c++中设置默认浮点打印精度

在正数{:+}上显示符号

如何打印正数与前缀+在c++

将布尔值显示为true和false: {:}

在c++中将bool转换为文本

这是我用来在我的程序中这样做的代码…这没什么特别的，但很管用……注意，您必须根据需要调整您的尺寸。我的MAX_BUFFER是1024。

std::string Format ( const char *fmt, ... )
{
    char textString[MAX_BUFFER*5] = {'\0'};

    // -- Empty the buffer properly to ensure no leaks.
    memset(textString, '\0', sizeof(textString));

    va_list args;
    va_start ( args, fmt );
    vsnprintf ( textString, MAX_BUFFER*5, fmt, args );
    va_end ( args );
    std::string retStr = textString;
    return retStr;
}

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

我用vsnprintf写了我自己的，所以它返回字符串，而不是必须创建我自己的缓冲区。

#include <string>
#include <cstdarg>

//missing string printf
//this is safe and convenient but not exactly efficient
inline std::string format(const char* fmt, ...){
    int size = 512;
    char* buffer = 0;
    buffer = new char[size];
    va_list vl;
    va_start(vl, fmt);
    int nsize = vsnprintf(buffer, size, fmt, vl);
    if(size<=nsize){ //fail delete buffer and try again
        delete[] buffer;
        buffer = 0;
        buffer = new char[nsize+1]; //+1 for /0
        nsize = vsnprintf(buffer, size, fmt, vl);
    }
    std::string ret(buffer);
    va_end(vl);
    delete[] buffer;
    return ret;
}

所以你可以用它

std::string mystr = format("%s %d %10.5f", "omg", 1, 10.5);

template<typename... Args>
std::string string_format(const char* fmt, Args... args)
{
    size_t size = snprintf(nullptr, 0, fmt, args...);
    std::string buf;
    buf.reserve(size + 1);
    buf.resize(size);
    snprintf(&buf[0], size + 1, fmt, args...);
    return buf;
}

使用C99 snprintf和c++ 11

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。

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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 );

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您可以在这里看到一个实际的例子。

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如果你也想在参数列表中使用std::string，看看这个要点。

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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)

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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。