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
我对这个非常流行的问题的看法。
引用printf类函数的manpage:
Upon successful return, these functions return the number of characters printed (excluding the null byte used to end output to strings). The functions snprintf() and vsnprintf() do not write more than size bytes (including the terminating null byte ('\0')). If the output was truncated due to this limit then the return value is the number of characters (excluding the terminating null byte) which would have been written to the final string if enough space had been available. Thus, a return value of size or more means that the output was truncated.
换句话说，一个正常的c++ 11实现应该是这样的:
#include <string>
#include <cstdio>
template <typename... Ts>
std::string fmt (const std::string &fmt, Ts... vs)
{
char b;
size_t required = std::snprintf(&b, 0, fmt.c_str(), vs...) + 1;
// See comments: the +1 is necessary, while the first parameter
// can also be set to nullptr
char bytes[required];
std::snprintf(bytes, required, fmt.c_str(), vs...);
return std::string(bytes);
}
它工作得很好:)
只有c++ 11支持可变参数模板。pixelpoint的答案显示了使用较旧的编程风格的类似技术。
奇怪的是，c++没有这样一个开箱即用的东西。他们最近添加了to_string()，在我看来这是向前迈出的一大步。我想知道他们是否最终会给std::string添加一个.format操作符…
Edit
正如alexk7指出的那样，std::snprintf的返回值需要A +1，因为我们需要为\0字节留出空间。直观地说，在大多数体系结构上，缺少+1将导致所需的整数部分被0覆盖。这将在std::snprintf的required作为实际参数计算之后发生，因此效果不应该可见。
然而，这个问题可以改变，例如编译器优化:如果编译器决定为所需的变量使用寄存器怎么办?这类错误有时会导致安全问题。
其他回答
非常简单的解决方案。
std::string strBuf;
strBuf.resize(256);
int iCharsPrinted = sprintf_s((char *)strPath.c_str(), strPath.size(), ...);
strBuf.resize(iCharsPrinted);
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。
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。
测试，生产质量答案
这个答案用符合标准的技术处理一般情况。CppReference.com页面底部附近给出了相同的方法作为示例。与他们的例子不同，这个代码符合问题的要求，并在机器人和卫星应用中进行了现场测试。它还改进了评论功能。设计质量将在下面进一步讨论。
#include <string>
#include <cstdarg>
#include <vector>
// requires at least C++11
const std::string vformat(const char * const zcFormat, ...) {
// initialize use of the variable argument array
va_list vaArgs;
va_start(vaArgs, zcFormat);
// reliably acquire the size
// from a copy of the variable argument array
// and a functionally reliable call to mock the formatting
va_list vaArgsCopy;
va_copy(vaArgsCopy, vaArgs);
const int iLen = std::vsnprintf(NULL, 0, zcFormat, vaArgsCopy);
va_end(vaArgsCopy);
// return a formatted string without risking memory mismanagement
// and without assuming any compiler or platform specific behavior
std::vector<char> zc(iLen + 1);
std::vsnprintf(zc.data(), zc.size(), zcFormat, vaArgs);
va_end(vaArgs);
return std::string(zc.data(), iLen); }
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <iomanip>
// demonstration of use
int main() {
std::time_t t = std::time(nullptr);
std::cerr
<< std::put_time(std::localtime(& t), "%D %T")
<< " [debug]: "
<< vformat("Int 1 is %d, Int 2 is %d, Int 3 is %d", 11, 22, 33)
<< std::endl;
return 0; }
可预测线性效率
根据问题规范，两个通道对于安全、可靠和可预测的可重用函数是必要的。对可重用函数中varg大小分布的假设是糟糕的编程风格，应该避免。在这种情况下，vargs的任意大变长表示是选择算法的关键因素。
在溢出时重试效率是指数级的，这是c++ 11标准委员会在讨论上述建议时讨论的另一个原因，即在写缓冲区为空时提供一个排练。
在上述生产就绪实现中，第一次运行就是这样的一个演练，以确定分配大小。没有发生分配。几十年来，printf指令的解析和vargs的读取已经变得非常高效。可重用代码应该是可预测的，即使必须牺牲一些微不足道的低效率。
安全性和可靠性
Andrew Koenig在剑桥的一次活动上演讲后对我们一小群人说:“用户功能不应该依赖于利用失败来实现普通的功能。”像往常一样，他的智慧在此后的记录中被证明是正确的。已修复和已关闭的安全错误问题通常表明在修复之前所利用的漏洞的描述中存在重试黑客。
在Alternative to sprintf, C9X revision proposal, ISO IEC Document WG14 N645/X3J11 96-008中，空缓冲区特性的正式标准修订建议中提到了这一点。在动态内存可用性的限制范围内，每个打印指令插入任意长的字符串“%s”并不是一个例外，不应该利用它来产生“非异常功能”。
考虑这个建议以及在c++ Reference.org页面底部给出的示例代码，该页面链接到这个答案的第一段。
同样，失败案例的测试很少像成功案例那样健壮。
可移植性
所有主要的os供应商提供的编译器都完全支持std::vsnprintf作为c++11标准的一部分。运行不再维护发行版的供应商的产品的主机应该提供g++或clang++，原因有很多。
堆栈使用
第一次调用std::vsnprintf时使用的堆栈将小于或等于第二次调用时使用的堆栈，并且将在第二次调用开始前释放。如果第一次调用超过堆栈可用性，那么std::fprintf也会失败。
这是一个特定于Windows的解决方案，旨在避免Visual Studio中的编译器警告而不消除它们。所讨论的警告是针对使用std::string和va_start，这会错误地产生警告，以及针对使用已弃用的printf变量。
template<typename ... va>
std::string Format( const std::string& format, va ... args )
{
std::string s;
s.resize( _scprintf( format.c_str(), args ... ) + 1 );
s.resize( _snprintf_s( s.data(), s.capacity(), _TRUNCATE, format.c_str(), args ... ) );
return s;
}
template<typename ... va>
std::wstring Format( const std::wstring& format, va ... args )
{
std::wstring s;
s.resize( _scwprintf( format.c_str(), args ... ) + 1 );
s.resize( _snwprintf_s( s.data(), s.capacity(), _TRUNCATE, format.c_str(), args ... ) );
return s;
}
std::string s = Format( "%hs %d", "abc", 123 );
std::wstring ws = Format( L"%hs %d", "abc", 123 );
