sprintf，你知道多少？

选自《CSDN 社区电子杂志——C/C++杂志》
http://emag.csdn.net 2005 年1 月 总第1 期 - 93 -
本文作者：steedhorse（晨星）
printf 可能是很多程序猿在開始学习C 语言时接触到的第二个函数（我猜第一个是main），说
起来，自然是老朋友了，但是，你对这个老朋友了解多吗？你对它的那个孪生兄弟sprintf 了解多
吗？在将各种类型的数据构造成字符串时，sprintf 的强大功能非常少会让你失望。
由于sprintf 跟printf 在使用方法上差点儿一样，仅仅是打印的目的地不同而已，前者打印到字符串中，
后者则直接在命令行上输出。这也导致sprintf 比printf 实用得多。所以本文着重介绍sprintf，有时
也穿插着用用pritnf。
sprintf 是个变參函数，定义例如以下：
int sprintf( char *buffer, const char *format [, argument] ... );
除了前两个參数类型固定外，后面能够接随意多个參数。而它的精华，显然就在第二个參数：
格式化字符串上。
printf 和sprintf 都使用格式化字符串来指定串的格式，在格式串内部使用一些以“%”开头的
格式说明符（format specifications）来占领一个位置，在后边的变參列表中提供相应的变量，终于
函数就会用相应位置的变量来替代那个说明符，产生一个调用者想要的字符串。
格式化数字字符串
sprintf 最常见的应用之中的一个莫过于把整数打印到字符串中，所以，spritnf 在大多数场合能够替代
itoa。如：
//把整数123 打印成一个字符串保存在s 中。
sprintf(s, "%d", 123); //产生"123"
能够指定宽度，不足的左边补空格：
sprintf(s, "%8d%8d", 123, 4567); //产生：" 123 4567"
当然也能够左对齐：
sprintf(s, "%-8d%8d", 123, 4567); //产生："123 4567"
也能够依照16 进制打印：
sprintf(s, "%8x", 4567); //小写16 进制，宽度占8 个位置，右对齐
sprintf(s, "%-8X", 4568); //大写16 进制，宽度占8 个位置，左对齐

这样，一个整数的16 进制字符串就非常easy得到，但我们在打印16 进制内容时，通常想要一
种左边补0 的等宽格式，那该怎么做呢？非常简单，在表示宽度的数字前面加个0 就能够了。
sprintf(s, "%08X", 4567); //产生："000011D7"
上面以”%d”进行的10 进制打印相同也能够使用这样的左边补0 的方式。
这里要注意一个符号扩展的问题：比方，假如我们想打印短整数（short）-1 的内存16 进制表
示形式，在Win32 平台上，一个short 型占2 个字节，所以我们自然希望用4 个16 进制数字来打
印它：
short si = -1;
sprintf(s, "%04X", si);
产生“FFFFFFFF”，怎么回事？由于spritnf 是个变參函数，除了前面两个參数之外，后面的
參数都不是类型安全的，函数更没有办法仅仅通过一个“%X”就能得知当初函数调用前參数压栈
时被压进来的究竟是个4 字节的整数还是个2 字节的短整数，所以採取了统一4 字节的处理方式，
导致參数压栈时做了符号扩展，扩展成了32 位的整数-1，打印时4 个位置不够了，就把32 位整数
-1 的8 位16 进制都打印出来了。假设你想看si 的本来面目，那么就应该让编译器做0 扩展而不是
符号扩展（扩展时二进制左边补0 而不是补符号位）：
sprintf(s, "%04X", (unsigned short)si);
就能够了。或者：
unsigned short si = -1;
sprintf(s, "%04X", si);
sprintf 和printf 还能够按8 进制打印整数字符串，使用”%o”。注意8 进制和16 进制都不会打
印出负数，都是无符号的，实际上也就是变量的内部编码的直接的16 进制或8 进制表示。
控制浮点数打印格式
浮点数的打印和格式控制是sprintf 的又一大经常使用功能，浮点数使用格式符”%f”控制，默认保
留小数点后6 位数字，比方：
sprintf(s, "%f", 3.1415926); //产生"3.141593"
但有时我们希望自己控制打印的宽度和小数位数，这时就应该使用：”%m.nf”格式，当中m 表
示打印的宽度，n 表示小数点后的位数。比方：
sprintf(s, "%10.3f", 3.1415626); //产生：" 3.142"
sprintf(s, "%-10.3f", 3.1415626); //产生："3.142 "
sprintf(s, "%.3f", 3.1415626); //不指定总宽度，产生："3.142"
注意一个问题，你猜
int i = 100;
sprintf(s, "%.2f", i);
会打出什么东东来？“100.00”？对吗？自己试试就知道了，同一时候也试试以下这个：
sprintf(s, "%.2f", (double)i);
第一个打出来的肯定不是正确结果，原因跟前面提到的一样，參数压栈时调用者并不知道跟i
相相应的格式控制符是个”%f”。而函数执行时函数本身则并不知道当年被压入栈里的是个整数，
于是可怜的保存整数i 的那4 个字节就被不由分说地强行作为浮点数格式来解释了，整个乱套了。
只是，假设有人有兴趣使用手工编码一个浮点数，那么倒能够使用这样的方法来检验一下你手
工编排的结果是否正确。?
字符/Ascii 码对比
我们知道，在C/C++语言中，char 也是一种普通的scalable 类型，除了字长之外，它与short，
int，long 这些类型没有本质差别，仅仅只是被大家习惯用来表示字符和字符串而已。（也许当年该把
这个类型叫做“byte”，然后如今就能够依据实际情况，使用byte 或short 来把char 通过typedef 定
义出来，这样更合适些）
于是，使用”%d”或者”%x”打印一个字符，便能得出它的10 进制或16 进制的ASCII 码；反过
来，使用”%c”打印一个整数，便能够看到它所相应的ASCII 字符。以下程序段把全部可见字符的
ASCII 码对比表打印到屏幕上（这里採用printf，注意”#”与”%X”合用时自己主动为16 进制数添加”0X”
前缀）：
for(int i = 32; i < 127; i++) {
printf("[ %c ]: %3d 0x%#04X/n", i, i, i);
}
连接字符串
sprintf 的格式控制串中既然能够插入各种东西，并终于把它们“连成一串”，自然也就能够连
接字符串，从而在很多场合能够替代strcat，但sprintf 能够一次连接多个字符串（自然也能够同一时候
在它们中间插入别的内容，总之非常灵活）。比方：
char* who = "I";
char* whom = "CSDN";
sprintf(s, "%s love %s.", who, whom); //产生："I love CSDN. "
strcat 仅仅能连接字符串（一段以’/0’结尾的字符数组或叫做字符缓冲，null-terminated-string），
但有时我们有两段字符缓冲区，他们并非以’/0’结尾。比方很多从第三方库函数中返回的字符数
组，从硬件或者网络传输中读进来的字符流，它们未必每一段字符序列后面都有个相应的’/0’来结
尾。假设直接连接，无论是sprintf 还是strcat 肯定会导致非法内存操作，而strncat 也至少要求第
一个參数是个null-terminated-string，那该怎么办呢？我们自然会想起前面介绍打印整数和浮点数
时能够指定宽度，字符串也一样的。比方：
char a1[] = {‘A‘, ‘B‘, ‘C‘, ‘D‘, ‘E‘, ‘F‘, ‘G‘};
char a2[] = {‘H‘, ‘I‘, ‘J‘, ‘K‘, ‘L‘, ‘M‘, ‘N‘};
假设：
sprintf(s, "%s%s", a1, a2); //Don‘t do that!
十有八九要出问题了。能否够改成：
sprintf(s, "%7s%7s", a1, a2);
也没好到哪儿去，正确的应该是：
sprintf(s, "%.7s%.7s", a1, a2);//产生："ABCDEFGHIJKLMN"
这能够类比打印浮点数的”%m.nf”，在”%m.ns”中，m 表示占用宽度（字符串长度不足时补空
格，超出了则依照实际宽度打印），n 才表示从相应的字符串中最多取用的字符数。通常在打印字
符串时m 没什么大用，还是点号后面的n 用的多。自然，也能够前后都仅仅取部分字符：
sprintf(s, "%.6s%.5s", a1, a2);//产生："ABCDEFHIJKL"
在很多时候，我们也许还希望这些格式控制符中用以指定长度信息的数字是动态的，而不是
静态指定的，由于很多时候，程序要到执行时才会清楚究竟须要取字符数组中的几个字符，这样的
动态的宽度/精度设置功能在sprintf 的实现中也被考虑到了，sprintf 採用”*”来占用一个本来须要一
个指定宽度或精度的常数数字的位置，相同，而实际的宽度或精度就能够和其他被打印的变量一
样被提供出来，于是，上面的样例能够变成：
sprintf(s, "%.*s%.*s", 7, a1, 7, a2);
或者：
sprintf(s, "%.*s%.*s", sizeof(a1), a1, sizeof(a2), a2);
实际上，前面介绍的打印字符、整数、浮点数等都能够动态指定那些常量值，比方：
sprintf(s, "%-*d", 4, ‘A‘); //产生"65 "
sprintf(s, "%#0*X", 8, 128); //产生"0X000080"，"#"产生0X
sprintf(s, "%*.*f", 10, 2, 3.1415926); //产生" 3.14"
打印地址信息
有时调试程序时，我们可能想查看某些变量或者成员的地址，由于地址或者指针也只是是个32 位的数，你全然能够使用打印无符号整数的”%u”把他们打印出来：
sprintf(s, "%u", &i);
只是通常人们还是喜欢使用16 进制而不是10 进制来显示一个地址：
sprintf(s, "%08X", &i);
然而，这些都是间接的方法，对于地址打印，sprintf 提供了专门的”%p”：
sprintf(s, "%p", &i);
我认为它实际上就相当于：
sprintf(s, "%0*x", 2 * sizeof(void *), &i);
利用sprintf 的返回值
较少有人注意printf/sprintf 函数的返回值，但有时它却是实用的，spritnf 返回了本次函数调用
终于打印到字符缓冲区中的字符数目。也就是说每当一次sprinf 调用结束以后，你无须再调用一次
strlen 便已经知道了结果字符串的长度。如：
int len = sprintf(s, "%d", i);
对于正整数来说，len 便等于整数i 的10 进制位数。
以下的是个完整的样例，产生10 个[0, 100)之间的随机数，并将他们打印到一个字符数组s 中，
以逗号分隔开。
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
srand(time(0));
char s[64];
int offset = 0;
for(int i = 0; i < 10; i++) {
offset += sprintf(s + offset, "%d,", rand() % 100);
}
s[offset - 1] = ‘/n‘;//将最后一个逗号换成换行符。
printf(s);
return 0;
}
设想当你从数据库中取出一条记录，然后希望把他们的各个字段依照某种规则连接成一个字
符串时，就能够使用这样的方法，从理论上讲，他应该比不断的strcat 效率高，由于strcat 每次调用
都须要先找到最后的那个’/0’的位置，而在上面给出的样例中，我们每次都利用sprintf 返回值把这
个位置直接记下来了。
使用sprintf 的常见问题
sprintf 是个变參函数，使用时经常出问题，并且仅仅要出问题通常就是能导致程序崩溃的内存訪
问错误，但好在由sprintf 误用导致的问题尽管严重，却非常easy找出，无非就是那么几种情况，通
经常使用眼睛再把出错的代码多看几眼就看出来了。
?? 缓冲区溢出
第一个參数的长度太短了，没的说，给个大点的地方吧。当然也可能是后面的參数的问
题，建议变參相应一定要细心，而打印字符串时，尽量使用”%.ns”的形式指定最大字符数。
?? 忘记了第一个參数
低级得不能再低级问题，用printf 用得太惯了。//偶就常犯。：。（
?? 变參相应出问题
一般是忘记了提供相应某个格式符的变參，导致以后的參数统统错位，检查检查吧。尤
其是相应”*”的那些參数，都提供了吗？不要把一个整数相应一个”%s”，编译器会认为你
欺她太甚了（编译器是obj 和exe 的妈妈，应该是个女的，:P）。
strftime
sprnitf 还有个不错的表妹：strftime，专门用于格式化时间字符串的，使用方法跟她表哥非常像，也
是一大堆格式控制符，仅仅是毕竟小姑娘家心细，她还要调用者指定缓冲区的最大长度，可能是为
了在出现故障时能够推卸责任吧。这里举个样例：
time_t t = time(0);
//产生"YYYY-MM-DD hh:mm:ss"格式的字符串。
char s[32];
strftime(s, sizeof(s), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", localtime(&t));
sprintf 在MFC 中也能找到他的知音：CString::Format，strftime 在MFC 中自然也有她的同道：
CTime::Format，这一对由于从面向对象哪里得到了赞助，用以写出的代码更觉优雅。
后记
本文介绍的全部这些功能，在MSDN 中都能够非常easy地查到，笔者仅仅是依据自己的使用经验，
结合一些样例，把一些经常使用的，实用的，而可能为很多刚開始学习的人所不知的使用方法介绍了一点，希望大
家不要笑话，也希望大家批评指正。
有人认为这样的带变參的函数会引起各种问题，因而不提倡使用。但笔者本人每每还是抵挡不
了它们强大功能的诱惑，在实际工作中一直在使用。实际上，C#.NET 从開始就支持变參，刚公布
不久的Java5.0 也支持变參了。
感谢ericzhangali（还有一个空间）细致批阅了全稿，纠正了非常多小错误，并提出了一些建议。
也感谢laomai（老迈）阅读了全稿并给出了增删一些内容的建议。