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。

[编辑:20/05/25]更好的是… 在标题:

// `say` prints the values
// `says` returns a string instead of printing
// `sayss` appends the values to it's first argument instead of printing
// `sayerr` prints the values and returns `false` (useful for return statement fail-report)<br/>

void PRINTSTRING(const std::string &s); //cater for GUI, terminal, whatever..
template<typename...P> void say(P...p) { std::string r{}; std::stringstream ss(""); (ss<<...<<p); r=ss.str(); PRINTSTRING(r); }
template<typename...P> std::string says(P...p) { std::string r{}; std::stringstream ss(""); (ss<<...<<p); r=ss.str(); return r; }
template<typename...P> void sayss(std::string &s, P...p) { std::string r{}; std::stringstream ss(""); (ss<<...<<p); r=ss.str();  s+=r; } //APPENDS! to s!
template<typename...P> bool sayerr(P...p) { std::string r{}; std::stringstream ss("ERROR: "); (ss<<...<<p); r=ss.str(); PRINTSTRING(r); return false; }

PRINTSTRING(r)-函数是为了满足GUI或终端或任何特殊输出需要使用#ifdef _some_flag_，默认是:

void PRINTSTRING(const std::string &s) { std::cout << s << std::flush; }

---

[edit '17/8/31]添加可变参数模板版本'vtspf(..)':

template<typename T> const std::string type_to_string(const T &v)
{
    std::ostringstream ss;
    ss << v;
    return ss.str();
};

template<typename T> const T string_to_type(const std::string &str)
{
    std::istringstream ss(str);
    T ret;
    ss >> ret;
    return ret;
};

template<typename...P> void vtspf_priv(std::string &s) {}

template<typename H, typename...P> void vtspf_priv(std::string &s, H h, P...p)
{
    s+=type_to_string(h);
    vtspf_priv(s, p...);
}

template<typename...P> std::string temp_vtspf(P...p)
{
    std::string s("");
    vtspf_priv(s, p...);
    return s;
}

它实际上是一个逗号分隔的版本(而不是)有时阻碍<<-操作符，像这样使用:

char chSpace=' ';
double pi=3.1415;
std::string sWorld="World", str_var;
str_var = vtspf("Hello", ',', chSpace, sWorld, ", pi=", pi);

[编辑]在Erik Aronesty的回答中使用了这个技巧(上图):

#include <string>
#include <cstdarg>
#include <cstdio>

//=============================================================================
void spf(std::string &s, const std::string fmt, ...)
{
    int n, size=100;
    bool b=false;
    va_list marker;

    while (!b)
    {
        s.resize(size);
        va_start(marker, fmt);
        n = vsnprintf((char*)s.c_str(), size, fmt.c_str(), marker);
        va_end(marker);
        if ((n>0) && ((b=(n<size))==true)) s.resize(n); else size*=2;
    }
}

//=============================================================================
void spfa(std::string &s, const std::string fmt, ...)
{
    std::string ss;
    int n, size=100;
    bool b=false;
    va_list marker;

    while (!b)
    {
        ss.resize(size);
        va_start(marker, fmt);
        n = vsnprintf((char*)ss.c_str(), size, fmt.c_str(), marker);
        va_end(marker);
        if ((n>0) && ((b=(n<size))==true)) ss.resize(n); else size*=2;
    }
    s += ss;
}

(之前的回答) 这是一个很晚的回答，但对于那些像我一样喜欢“sprintf”方式的人来说:我已经编写并正在使用以下函数。如果你喜欢它，你可以扩展%-选项以更接近sprintf选项;现在里面的已经足够我用了。 使用stringf()和stringfappend()与使用sprintf相同。只要记住参数…必须是POD类型。

//=============================================================================
void DoFormatting(std::string& sF, const char* sformat, va_list marker)
{
    char *s, ch=0;
    int n, i=0, m;
    long l;
    double d;
    std::string sf = sformat;
    std::stringstream ss;

    m = sf.length();
    while (i<m)
    {
        ch = sf.at(i);
        if (ch == '%')
        {
            i++;
            if (i<m)
            {
                ch = sf.at(i);
                switch(ch)
                {
                    case 's': { s = va_arg(marker, char*);  ss << s;         } break;
                    case 'c': { n = va_arg(marker, int);    ss << (char)n;   } break;
                    case 'd': { n = va_arg(marker, int);    ss << (int)n;    } break;
                    case 'l': { l = va_arg(marker, long);   ss << (long)l;   } break;
                    case 'f': { d = va_arg(marker, double); ss << (float)d;  } break;
                    case 'e': { d = va_arg(marker, double); ss << (double)d; } break;
                    case 'X':
                    case 'x':
                        {
                            if (++i<m)
                            {
                                ss << std::hex << std::setiosflags (std::ios_base::showbase);
                                if (ch == 'X') ss << std::setiosflags (std::ios_base::uppercase);
                                char ch2 = sf.at(i);
                                if (ch2 == 'c') { n = va_arg(marker, int);  ss << std::hex << (char)n; }
                                else if (ch2 == 'd') { n = va_arg(marker, int); ss << std::hex << (int)n; }
                                else if (ch2 == 'l') { l = va_arg(marker, long);    ss << std::hex << (long)l; }
                                else ss << '%' << ch << ch2;
                                ss << std::resetiosflags (std::ios_base::showbase | std::ios_base::uppercase) << std::dec;
                            }
                        } break;
                    case '%': { ss << '%'; } break;
                    default:
                    {
                        ss << "%" << ch;
                        //i = m; //get out of loop
                    }
                }
            }
        }
        else ss << ch;
        i++;
    }
    va_end(marker);
    sF = ss.str();
}

//=============================================================================
void stringf(string& stgt,const char *sformat, ... )
{
    va_list marker;
    va_start(marker, sformat);
    DoFormatting(stgt, sformat, marker);
}

//=============================================================================
void stringfappend(string& stgt,const char *sformat, ... )
{
    string sF = "";
    va_list marker;
    va_start(marker, sformat);
    DoFormatting(sF, sformat, marker);
    stgt += sF;
}

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。

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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)

---

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。

我不喜欢把事情搞复杂。这是基于iFreilicht的答案，但我减少了一些噪音，使它更有效。请注意，如果您计划在接口中使用此功能，可能会添加一些模糊输入检查。

#include <iostream>
#include <string>

template<typename... Ts>
std::string string_format( const std::string& format, Ts... Args )
{
    const size_t n = std::snprintf( nullptr, 0, format.c_str(), Args ... ) + 1; // Extra space for '\0'
    std::string ret(n, '\0');
    std::snprintf( &ret.front(), n, format.c_str(), Args... );
    return ret;
}

int main()
{
    int a = 5;
    char c = 'h';
    double k = 10.3;
    std::cout << string_format("%d, %c, %.2f", a, c, k) << "\n";
}

输出:

5, h, 10.30

试着自己

(*唯一的警告，我发现性能方面是没有办法默认初始化字符串存储。这很遗憾，因为我们不需要在这里将所有的值初始化为“\0”。)

inline void format(string& a_string, const char* fmt, ...)
{
    va_list vl;
    va_start(vl, fmt);
    int size = _vscprintf( fmt, vl );
    a_string.resize( ++size );
    vsnprintf_s((char*)a_string.data(), size, _TRUNCATE, fmt, vl);
    va_end(vl);
}

Windows和Visual Studio有一个非常有吸引力的解决方案:CString。

CString str;
str.Format("Hello %s\n", "World");
str = "ABC";
str += "DEF";