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
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。
其他回答
我试了一下,用正则表达式。我为int和const字符串实现了它作为一个例子,但你可以添加任何其他类型(POD类型,但有指针,你可以打印任何东西)。
#include <assert.h>
#include <cstdarg>
#include <string>
#include <sstream>
#include <regex>
static std::string
formatArg(std::string argDescr, va_list args) {
std::stringstream ss;
if (argDescr == "i") {
int val = va_arg(args, int);
ss << val;
return ss.str();
}
if (argDescr == "s") {
const char *val = va_arg(args, const char*);
ss << val;
return ss.str();
}
assert(0); //Not implemented
}
std::string format(std::string fmt, ...) {
std::string result(fmt);
va_list args;
va_start(args, fmt);
std::regex e("\\{([^\\{\\}]+)\\}");
std::smatch m;
while (std::regex_search(fmt, m, e)) {
std::string formattedArg = formatArg(m[1].str(), args);
fmt.replace(m.position(), m.length(), formattedArg);
}
va_end(args);
return fmt;
}
下面是一个使用它的例子:
std::string formatted = format("I am {s} and I have {i} cats", "bob", 3);
std::cout << formatted << std::endl;
输出:
我是鲍勃,我有三只猫
String没有你需要的东西,但是std::stringstream有。使用stringstream创建字符串,然后提取字符串。这里有一个关于你可以做的事情的全面列表。例如:
cout.setprecision(10); //stringstream is a stream like cout
将在打印双精度或浮点数时提供10位小数点后的精度。
这是可以尝试的。简单。虽然没有使用字符串类的细微差别。
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
//---------------------------------------------------------------------
class StringFormatter
{
public:
static string format(const char *format, ...);
};
string StringFormatter::format(const char *format, ...)
{
va_list argptr;
va_start(argptr, format);
char *ptr;
size_t size;
FILE *fp_mem = open_memstream(&ptr, &size);
assert(fp_mem);
vfprintf (fp_mem, format, argptr);
fclose (fp_mem);
va_end(argptr);
string ret = ptr;
free(ptr);
return ret;
}
//---------------------------------------------------------------------
int main(void)
{
string temp = StringFormatter::format("my age is %d", 100);
printf("%s\n", temp.c_str());
return 0;
}
Boost::format()提供了你想要的功能:
Boost格式库简介如下:
format对象由format-string构造,然后通过反复调用运算符%来给出参数。 然后,每个参数都被转换为字符串,这些字符串又根据format-string组合成一个字符串。
#include <boost/format.hpp>
cout << boost::format("writing %1%, x=%2% : %3%-th try") % "toto" % 40.23 % 50;
// prints "writing toto, x=40.230 : 50-th try"
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。
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