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C++11标准库中cstdio头文件新增的5个格式化I/O函数学习

刚开始学网络编程,稍微扩展书上的简单C/S程序时,发现以前太忽略标准I/O这一块,查官网发现C++11新增了几个格式化I/O函数。

  • snprintf    将格式化输出写入到有大小限制的缓存中
  • vfscanf     从流中读取数据到可变参数列表中
  • vscanf      读取格式化数据到可变参数列表中
  • vsnprintf  从可变参数列表中写入数据到有大小限制的缓存中
  • vsscanf     从字符串中读取格式化数据到可变参数列表中

主要谈谈snprintf,后面4个都是辅助可变参数列表的。

int snprintf ( char * s, size_t n, const char * format, ... );

百度一下会发现一些过时的文章写到VC上是_snprintf而gcc上是snprintf,VC的_snprintf不会在复制完的字符串后面补上一个‘\0‘。

这是很多C新手会在Win平台会出现烫烫烫的原因,因为输出字符数组时没有遇到‘\0‘结尾,所以会一直输出,甚至是未初始化的内存,默认为0xcccccccc,变成字符串就是“烫烫烫”。具体参考文章【考据】“烫烫烫”与“锟斤拷”的原理

但是新标准已经将snprintf标准化了函数签名如下,所以也不用担心那个问题。

snprintf和sprintf功能基本一致,但是更安全,参数多了一个size_t n,代表写入缓存的数据大小。比如char buf[10]; 如果n超过10,就会在编译期提醒错误,所以在VS中写C++,如果使用fopen等函数会编译不通过,提示你使用fopen_s(类似的还有其他_s后缀的函数)等安全(safe)函数(会在编译期检测错误)的原因。题外话,解决方案解决use -D_SCL_SECURE_NO_WARNINGS的问题 ,当然更简单的做法就是每次新建C++项目时把默认SDL Check一栏的勾勾去掉。

回正题,也就是说,除了跟sprintf一样,到格式化字符串结尾会停止写入缓存外,当写入字符数量到达n时也会停止写入缓存,防止越界。这里的n有一点要注意,假如输入是合法的n,实际写入的字符数量是n-1,因为最后1个字符要留给‘\0‘。

返回值是如果缓存足够大,所应能出现的字符数。(注意!这和sprintf不同!)如果格式化字符串有误,返回负数。

#include <cstdio>

int main(int argc, char** argv)
{
	const int n = 10;
	char buf[n];
	int ret = snprintf(buf, n, "%d %s", 47, "is a good number");
	printf("%d:%s\n", ret, buf);
	return 0;
}

上述代码返回19,即整个字符串(47 is a good number)的长度,因为只写入了10个字符。返回值和n无关!是固定的!

所以当缓存大小BUFSIZE > retValue时(在这里即n>ret),字符串的n个字符被完全地写入了缓存中,再加上‘\0‘,占用了缓存的n+1个位置。

再以vfscanf为例

int vfscanf ( FILE * stream, const char * format, va_list arg );

和fscanf的区别在于,fscanf第三个参数是...,也就是C语言的可变参数列表,即<stdarg.h>的va_list、va_start、va_arg、va_end实现),对于va_list的描述,Objects of this type shall only be used as argument for the va_startva_argva_end and va_copy macros, or functions that use them, like the variable argument functions in <cstdio> (vprintfvscanfvsnprintfvsprintf and vsscanf).

当va_start初始化一个va_list后,在va_end之前调用v开头的格式化I/O函数,将可变参数列表的每个参数都进行printf或scanf操作。以vfscanf为例

#include <cstdio>
#include <cstdarg>

int my_fscanf(FILE* const stream, const char* const format, ...)
{
	va_list ap;
	va_start(ap, format);
	int ret = vfscanf(stream, format, ap);
	va_end(ap);
	return ret;
}

int main(int argc, char** argv)
{
	int i;
	double d;
	char s[BUFSIZ];
	my_fscanf(stdin, "%d, %lf, %s", &i, &d, s);
	printf("i = %d, d = %lf, s = %s\n", i, d, s);
	return 0;
}

类似上面的代码,相当于vxxx的函数都是用来配合那几个va_list、va_start、va_end实现xxx函数,主要作用还是用来转发可变参数列表,因为...无法作为参数传递,只能借助va_list的形式作为参数传递。因此通过vsnprintf能够轻松实现通过格式化字符串生成std::string的功能,代码如下:

include <cstdio>
#include <cstdarg>
#include <cstring>
#include <memory>
#include <string>

std::string str_format(const char *fmt, ...)
{
	int old_size = strlen(fmt);
	std::unique_ptr<char[]> buf(new char[old_size]);
	va_list ap;
	
	va_start(ap, fmt);
	int new_size = vsnprintf(buf.get(), old_size, fmt, ap);
	va_end(ap);
	if (new_size < 0)
		return "";

	buf.reset(new char[new_size + 1]);
	va_start(ap, fmt);
	new_size = vsnprintf(buf.get(), new_size + 1, fmt, ap);
	va_end(ap);
	if (new_size < 0)
		return "";

	return std::string(buf.get());
}

int main()
{
	auto ret = str_format("%d %lf %s", 1, 3.14, "hello world");
	printf("%s\n", ret.c_str());  // 1 3.140000 hello world
	return 0;
}

  

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