【sprintf函数进阶指南】：掌握高级格式化技巧，提升代码可读性

# 1. sprintf 函数简介**

sprintf 函数是一个标准 C 库函数，用于将格式化数据写入字符串中。它允许开发者使用各种格式化选项、修饰符和标志来控制输出的格式和内容。sprintf 函数的原型如下：

int sprintf(char *str, const char *format, ...);

其中：

* `str`：指向目标字符串的指针，用于存储格式化后的数据。
* `format`：指向格式化字符串的指针，指定输出的格式。
* `...`：可变数量的参数，根据格式字符串中指定的格式化选项提供要格式化的数据。

# 2. sprintf 函数的格式化选项

### 2.1 基本格式化选项

#### 2.1.1 %c：字符格式化

- **语法：** `%c`
- **参数：** 单个字符
- **说明：** 将参数中的字符原样输出。

#include <stdio.h>

int main() {
  char c = 'A';
  printf("%c\n", c);  // 输出：A
  return 0;
}

#### 2.1.2 %d：十进制整数格式化

- **语法：** `%d`
- **参数：** 十进制整数
- **说明：** 将参数中的十进制整数以十进制格式输出。

#include <stdio.h>

int main() {
  int i = 123;
  printf("%d\n", i);  // 输出：123
  return 0;
}

#### 2.1.3 %f：浮点数格式化

- **语法：** `%f`
- **参数：** 浮点数
- **说明：** 将参数中的浮点数以浮点数格式输出，默认精度为 6 位小数。

#include <stdio.h>

int main() {
  float f = 123.456;
  printf("%f\n", f);  // 输出：123.456000
  return 0;
}

### 2.2 进阶格式化选项

#### 2.2.1 %s：字符串格式化

- **语法：** `%s`
- **参数：** 字符串指针
- **说明：** 将参数中的字符串原样输出。

#include <stdio.h>

int main() {
  char *str = "Hello, world!";
  printf("%s\n", str);  // 输出：Hello, world!
  return 0;
}

#### 2.2.2 %p：指针格式化

- **语法：** `%p`
- **参数：** 指针
- **说明：** 将参数中的指针以十六进制格式输出。

#include <stdio.h>

int main() {
  int *ptr = &i;
  printf("%p\n", ptr);  // 输出：0x7ffe597f6c14
  return 0;
}

#### 2.2.3 %x：十六进制格式化

- **语法：** `%x`
- **参数：** 十进制整数
- **说明：** 将参数中的十进制整数以十六进制格式输出。

#include <stdio.h>

int main() {
  int i = 123;
  printf("%x\n", i);  // 输出：7b
  return 0;
}

# 3.1 宽度和对齐修饰符

#### 3.1.1 宽度修饰符：指定输出字段的宽度

宽度修饰符用于指定输出字段的宽度。它是一个正整数，表示输出字段中字符的最小数量。如果实际输出的字符数少于指定的宽度，则会在输出字段中填充空格。

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 123;
    char str[] = "Hello";

    // 指定输出字段宽度为 10，不足部分填充空格
    printf("%10d\n", num);  // 输出：     123
    printf("%10s\n", str);  // 输出：     Hello
}

#### 3.1.2 对齐修饰符：控制输出字段的对齐方式

对齐修饰符用于控制输出字段的对齐方式。它可以是以下值之一：

* `-`：左对齐
* `+`：右对齐
* `^`：居中对齐

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 123;
    char str[] = "Hello";

    // 左对齐，不足部分填充空格
    printf("%-10d\n", num);  // 输出：123     
    printf("%-10s\n", str);  // 输出：Hello     

    // 右对齐，不足部分填充空格
    printf("%+10d\n", num);  // 输出：     123
    printf("%+10s\n", str);  // 输出：     Hello

    // 居中对齐，不足部分填充空格
    printf("%^10d\n", num);  // 输出：   123   
    printf("%^10s\n", str);  // 输出：   Hello   
}

### 3.2 精度修饰符

#### 3.2.1 精度修饰符：指定浮点数的精度或字符串的截断长度

精度修饰符用于指定浮点数的精度或字符串的截断长度。它是一个正整数，表示小数点后要输出的小数位数或字符串要截断的字符数。

#include <stdio.h>

int main() {
    double num = 123.456;
    char str[] = "Hello World";

    // 指定浮点数精度为 2 位小数
    printf("%.2f\n", num);  // 输出：123.45

    // 指定字符串截断长度为 5 个字符
    printf("%.5s\n", str);  // 输出：Hello
}

# 4. sprintf 函数的格式化标志

### 4.1 正负号标志

正负号标志用于控制输出值是否显示正号或负号。

- **正号标志（+）：**强制输出正号，即使输出值为正。
- **负号标志（-）：**强制输出负号，即使输出值为正。

**代码示例：**

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    char buf[100];

    // 输出正数
    sprintf(buf, "%+d", num);
    printf("正数：%s\n", buf);

    // 输出负数
    num = -10;
    sprintf(buf, "%+d", num);
    printf("负数：%s\n", buf);

    return 0;
}

**逻辑分析：**

* `sprintf(buf, "%+d", num);`：使用 `%+d` 格式化选项，强制输出正号。
* `printf("正数：%s\n", buf);`：打印输出的字符串。

**输出：**

正数：+10
负数：-10

### 4.2 前导零标志

前导零标志用于在数字前面填充零。

- **前导零标志（0）：**在数字前面填充零，直到达到指定的宽度。

**代码示例：**

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    char buf[100];

    // 输出 5 位宽的数字
    sprintf(buf, "%05d", num);
    printf("5 位宽：%s\n", buf);

    // 输出 10 位宽的数字
    sprintf(buf, "%010d", num);
    printf("10 位宽：%s\n", buf);

    return 0;
}

**逻辑分析：**

* `sprintf(buf, "%05d", num);`：使用 `%05d` 格式化选项，指定宽度为 5，在数字前面填充零。
* `sprintf(buf, "%010d", num);`：使用 `%010d` 格式化选项，指定宽度为 10，在数字前面填充零。
* `printf("5 位宽：%s\n", buf);`：打印输出的字符串。

**输出：**

5 位宽：00010
10 位宽：0000000010

### 4.3 前导空格标志

前导空格标志用于在数字前面填充空格。

- **前导空格标志（）：**在数字前面填充空格，直到达到指定的宽度。

**代码示例：**

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    char buf[100];

    // 输出 5 位宽的数字
    sprintf(buf, "%5d", num);
    printf("5 位宽：%s\n", buf);

    // 输出 10 位宽的数字
    sprintf(buf, "%10d", num);
    printf("10 位宽：%s\n", buf);

    return 0;
}

**逻辑分析：**

* `sprintf(buf, "%5d", num);`：使用 `%5d` 格式化选项，指定宽度为 5，在数字前面填充空格。
* `sprintf(buf, "%10d", num);`：使用 `%10d` 格式化选项，指定宽度为 10，在数字前面填充空格。
* `printf("5 位宽：%s\n", buf);`：打印输出的字符串。

**输出：**

5 位宽：  10
10 位宽：      10

# 5. sprintf 函数的实用技巧

### 5.1 使用 sprintf 函数格式化日期和时间

sprintf 函数可以用于格式化日期和时间。要做到这一点，可以使用以下格式化选项：

- `%a`：缩写星期几
- `%A`：完整星期几
- `%b`：缩写月份
- `%B`：完整月份
- `%c`：日期和时间
- `%d`：日期（天）
- `%H`：小时（24 小时制）
- `%I`：小时（12 小时制）
- `%j`：一年中的天数
- `%m`：月份（数字）
- `%M`：分钟
- `%p`：上午或下午
- `%S`：秒
- `%U`：一年中的星期数
- `%w`：星期几（数字）
- `%W`：一年中的星期数（星期一开始）
- `%x`：日期（本地格式）
- `%X`：时间（本地格式）
- `%y`：年份（两位数字）
- `%Y`：年份（四位数字）
- `%z`：时区

例如，要格式化当前日期和时间，可以使用以下代码：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
    time_t t = time(NULL);
    struct tm *tm = localtime(&t);

    char buffer[100];
    sprintf(buffer, "%a, %d %b %Y %H:%M:%S %z",
            tm->tm_wday, tm->tm_mday, tm->tm_mon + 1, tm->tm_year + 1900,
            tm->tm_hour, tm->tm_min, tm->tm_sec, tm->tm_gmtoff);

    printf("当前日期和时间：%s\n", buffer);

    return 0;
}

### 5.2 使用 sprintf 函数格式化货币值

sprintf 函数还可以用于格式化货币值。要做到这一点，可以使用以下格式化选项：

- `%f`：浮点数（货币值）
- `%lf`：长浮点数（货币值）

例如，要格式化货币值 1234.56，可以使用以下代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    float amount = 1234.56;

    char buffer[100];
    sprintf(buffer, "金额：%.2f", amount);

    printf("%s\n", buffer);

    return 0;
}

### 5.3 使用 sprintf 函数格式化文件路径

sprintf 函数还可以用于格式化文件路径。要做到这一点，可以使用以下格式化选项：

- `%s`：字符串（文件路径）

例如，要格式化文件路径 "/home/user/file.txt"，可以使用以下代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    char *filepath = "/home/user/file.txt";

    char buffer[100];
    sprintf(buffer, "文件路径：%s", filepath);

    printf("%s\n", buffer);

    return 0;
}

# 6.1 使用 sprintf 函数创建格式化字符串

sprintf 函数不仅可以用于格式化输出，还可以用于创建格式化字符串。格式化字符串是一个包含格式化选项和修饰符的字符串，它可以被其他函数（如 printf）使用来格式化输出。

要创建格式化字符串，可以使用 % 符号后跟格式化选项和修饰符。例如，以下代码创建了一个格式化字符串，用于格式化一个浮点数，使其保留两位小数：

char *format_string = "%0.2f";

此格式化字符串可以传递给 printf 函数，以格式化一个浮点数：

float value = 123.456;
printf(format_string, value); // 输出：123.46

## 6.2 使用 sprintf 函数进行字符串操作

sprintf 函数还可以用于执行基本的字符串操作，例如连接、截断和替换。

### 字符串连接

可以使用 sprintf 函数将多个字符串连接在一起。例如，以下代码将两个字符串连接在一起：

char *str1 = "Hello";
char *str2 = "World";
char *new_str;

// 分配新字符串的内存
new_str = malloc(strlen(str1) + strlen(str2) + 1);

// 使用 sprintf 函数连接字符串
sprintf(new_str, "%s%s", str1, str2);

printf("%s", new_str); // 输出：HelloWorld

### 字符串截断

可以使用 sprintf 函数截断字符串。例如，以下代码将字符串截断为前 10 个字符：

char *str = "This is a long string";
char *truncated_str;

// 分配截断字符串的内存
truncated_str = malloc(11);

// 使用 sprintf 函数截断字符串
sprintf(truncated_str, "%.10s", str);

printf("%s", truncated_str); // 输出：This is a

### 字符串替换

可以使用 sprintf 函数替换字符串中的子字符串。例如，以下代码将字符串中的 "World" 替换为 "Universe"：

char *str = "Hello World";
char *new_str;

// 分配新字符串的内存
new_str = malloc(strlen(str) + 1);

// 使用 sprintf 函数替换子字符串
sprintf(new_str, "%sUniverse", str);

printf("%s", new_str); // 输出：Hello Universe