如果你只想要一个类似printf的语法(不需要自己调用printf)，可以看看Boost Format。

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 );

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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。

c++ 11内部使用vsnprintf()的解决方案:

#include <stdarg.h>  // For va_start, etc.

std::string string_format(const std::string fmt, ...) {
    int size = ((int)fmt.size()) * 2 + 50;   // Use a rubric appropriate for your code
    std::string str;
    va_list ap;
    while (1) {     // Maximum two passes on a POSIX system...
        str.resize(size);
        va_start(ap, fmt);
        int n = vsnprintf((char *)str.data(), size, fmt.c_str(), ap);
        va_end(ap);
        if (n > -1 && n < size) {  // Everything worked
            str.resize(n);
            return str;
        }
        if (n > -1)  // Needed size returned
            size = n + 1;   // For null char
        else
            size *= 2;      // Guess at a larger size (OS specific)
    }
    return str;
}

一种更安全、更有效的方法(我测试过，它更快):

#include <stdarg.h>  // For va_start, etc.
#include <memory>    // For std::unique_ptr

std::string string_format(const std::string fmt_str, ...) {
    int final_n, n = ((int)fmt_str.size()) * 2; /* Reserve two times as much as the length of the fmt_str */
    std::unique_ptr<char[]> formatted;
    va_list ap;
    while(1) {
        formatted.reset(new char[n]); /* Wrap the plain char array into the unique_ptr */
        strcpy(&formatted[0], fmt_str.c_str());
        va_start(ap, fmt_str);
        final_n = vsnprintf(&formatted[0], n, fmt_str.c_str(), ap);
        va_end(ap);
        if (final_n < 0 || final_n >= n)
            n += abs(final_n - n + 1);
        else
            break;
    }
    return std::string(formatted.get());
}

fmt_str是按值传递的，以符合va_start的要求。

注意:“更安全”和“更快”的版本在某些系统上不起作用。因此，两家公司仍在上市。此外，“更快”完全取决于预分配步骤是否正确，否则strcpy会使其变慢。

这是谷歌的做法: facebook也以类似的方式:StringPrintf (Apache许可证) 两者都提供了一个方便的StringAppendF。

我现在将为Visual Studio编写版本，希望有一天有人会让它变得可移植。(怀疑需要用vsnwprintf替换_vsnwprintf之类的东西。)

您需要使用项目配置中的define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS来禁用已弃用的警告。

我使用_vsnwprintf与第一个参数作为nullptr能够估计缓冲区大小，保留wstring缓冲区，然后格式化字符串直接到缓冲区。

不确定为什么需要禁用已弃用警告，因为相同方法调用(_vsnwprintf_s)的安全版本不能使用nullptr作为输入。怀疑需要报告给微软c++团队。

这个版本应该同时使用- string类或wstring类。

如果你发现任何错误或不一致，请再问一次，我会尽力修复它。

stringHelpers.h:

#pragma once
#include <string>

//
//  Formats string/wstring according to format, if formatting fails (e.g. invalid %s pointer - returns empty string)
//
template <typename T>
std::basic_string<T> sFormat(const T* format, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, format);
    int size;

    if constexpr (std::is_same_v<T, char>)
        size = vsnprintf(nullptr, 0, format, args);
    else
        size = _vsnwprintf(nullptr, 0, format, args);

    size++; // Zero termination
    std::basic_string<T> s;
    s.resize(size);

    if constexpr (std::is_same_v<T, char>)
        vsnprintf(&s[0], size, format, args);
    else
        _vsnwprintf(&s[0], size, format, args);

    va_end(args);
    return s;
}

以上是代码示例，可以复制。我将维护工作版本在我自己的仓库在github:

https://github.com/tapika/cppscriptcore/blob/master/SolutionProjectModel/helpers.h#L12

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。