printf 与 std::string?答案

【问题标题】：printf with std::string?printf 与 std::string?
【发布时间】：2023-03-11 05:45:01
【问题描述】：

我的理解是string是std命名空间的成员，那么为什么会出现以下情况呢？

#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;

    string myString = "Press ENTER to quit program!";
    cout << "Come up and C++ me some time." << endl;
    printf("Follow this command: %s", myString);
    cin.get();

    return 0;
}

程序每次运行时，myString 都会打印一个看似随机的 3 个字符的字符串，例如上面的输出。

【问题讨论】：

只是为了让你知道，很多人criticize 那本书。我可以理解，因为面向对象编程的内容并不多，但我认为它并没有人们声称的那么糟糕。
哎呀！好吧，在我读这本书的时候记住这一点是很好的。我敢肯定它不会是我在接下来一年左右的时间里会读到的唯一一本 C++ 书，所以我希望它不会造成太大的损害:)
使用最高编译器警告将回答您的问题 - when 使用 gcc 编译。 MSVC 如何处理这个问题 - 我不知道。

标签： c++ string namespaces printf std

【解决方案1】：

它正在编译，因为 printf 不是类型安全的，因为它使用 C 意义上的可变参数¹。 printf 没有 std::string 的选项，只有 C 样式的字符串。使用其他东西代替它所期望的绝对不会给你想要的结果。这实际上是未定义的行为，所以任何事情都可能发生。

由于您使用的是 C++，因此解决此问题的最简单方法是使用 std::cout 正常打印它，因为 std::string 通过运算符重载支持它：

std::cout << "Follow this command: " << myString;

如果由于某种原因需要提取 C 风格的字符串，可以使用 std::string 的 c_str() 方法来获取以 null 结尾的 const char *。使用您的示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <stdio.h>

int main()
{
    using namespace std;

    string myString = "Press ENTER to quit program!";
    cout << "Come up and C++ me some time." << endl;
    printf("Follow this command: %s", myString.c_str()); //note the use of c_str
    cin.get();

    return 0;
}

如果您想要一个类似于 printf 的函数，但类型安全，请查看可变参数模板（C++11，自 MSVC12 起在所有主要编译器上都支持）。您可以找到一个here 的示例。我知道在标准库中没有类似的实现，但在 Boost 中可能有，特别是 boost::format。

[1]：这意味着你可以传递任意数量的参数，但函数依赖于你告诉它这些参数的数量和类型。对于printf，这意味着带有编码类型信息的字符串，例如%d，意思是int。如果你对类型或数字撒谎，该函数没有标准的获知方式，尽管一些编译器能够在你撒谎时检查并发出警告。

【讨论】：

@MooingDuck，好点子。这是在杰瑞的答案中，但作为公认的答案，这是人们所看到的，他们可能会在看到其他人之前离开。我已经添加了该选项，以便成为第一个看到的解决方案，也是推荐的解决方案。
更新：std::format 包含在 C++20 中，虽然它目前不包含在 clang 中（不确定 gcc）
@OvinusReal，是的，但还没有新功能可以打印到stdout。 std::format 单独在这里实际上并没有帮助，因为没有真正的格式化（cout << "..." << s; 与 cout << format("... {}", s);）。

【解决方案2】：

请不要使用printf("%s", your_string.c_str());

请改用cout << your_string;。简短、简单且类型安全。事实上，当您编写 C++ 时，您通常希望完全避免使用 printf —— 它是 C 的剩余部分，在 C++ 中很少需要或有用。

至于为什么你应该使用cout而不是printf，原因很多。以下是一些最明显的示例：

如问题所示，printf 不是类型安全的。如果您传递的类型与转换说明符中给出的类型不同，printf 将尝试使用它在堆栈上找到的任何内容，就好像它是指定的类型一样，给出未定义的行为。一些编译器可以在某些情况下发出警告，但一些编译器不能/根本不会，而且在所有情况下都不能。
printf 不可扩展。您只能将原始类型传递给它。它理解的一组转换说明符在其实现中是硬编码的，您无法添加更多/其他。大多数编写良好的 C++ 应该主要使用这些类型来实现面向正在解决的问题的类型。
它使体面的格式化变得更加困难。举一个明显的例子，当您打印数字供人们阅读时，您通常希望每隔几位插入数千个分隔符。用作分隔符的确切位数和字符各不相同，但cout 也涵盖了这一点。例如：
```
std::locale loc("");
std::cout.imbue(loc);

std::cout << 123456.78;
```
无名语言环境（“”）根据用户的配置选择一个语言环境。因此，在我的机器（配置为美国英语）上，它打印为123,456.78。对于将计算机配置为（例如）德国的人，它会打印出类似123.456,78 的内容。对于为印度配置的人，它会打印为1,23,456.78（当然还有很多其他的）。使用printf，我只得到一个结果：123456.78。它是一致的，但对于世界各地的每个人来说，它始终错误。本质上，解决它的唯一方法是单独进行格式化，然后将结果作为字符串传递给printf，因为printf 本身根本不会正确地完成这项工作。
尽管printf 格式的字符串非常紧凑，但它们可能非常难以阅读。即使在几乎每天都使用printf 的 C 程序员中，我猜至少 99% 的人都需要查明%#x 中的# 是什么意思，以及这与@987654343 的含义有何不同@ in %#f 表示（是的，它们的意思完全不同）。

【讨论】：

@TheDarkIn1978：你可能忘了#include <string>。 VC++ 的标头中有一些奇怪之处，可以让您定义一个字符串，但不能将其发送到 cout，而不包括 <string> 标头。
@Jerry：只想指出，在处理大数据时，使用 printf 比使用 cout 快得多。因此，请不要说它没用：D
@Programmer：见stackoverflow.com/questions/12044357/…。总结：大多数时候cout 比较慢，是因为你在不该使用的地方使用了std::endl。
典型的 C++ 专家傲慢。如果 printf 确实存在，为什么不使用它呢？
好的，很抱歉评论这么快。尽管如此，printf 对于调试来说还是很方便的，而且流虽然功能强大得多，但也有一个缺点，即代码没有给出任何关于实际输出的想法。对于格式化输出， printf 仍然是一个可行的替代方案，遗憾的是两个系统不能更好地合作。当然，这只是我的看法。

【解决方案3】：

如果您希望类似 c 的字符串 (const char*) 与 printf 一起使用，请使用 myString.c_str()

谢谢

【讨论】：

【解决方案4】：

使用std::printf 和 c_str() 示例：

std::printf("Follow this command: %s", myString.c_str());

【讨论】：

【解决方案5】：

printf 接受可变数量的参数。那些只能有普通旧数据（POD）类型。将 POD 以外的任何内容传递给 printf 的代码只会编译，因为编译器假定您的格式正确。 %s 表示相应的参数应该是指向char 的指针。在您的情况下，它是 std::string 而不是 const char*。 printf 不知道，因为参数类型丢失了，应该从格式参数中恢复。当将 std::string 参数转换为 const char* 时，结果指针将指向一些不相关的内存区域，而不是您想要的 C 字符串。因此，您的代码会打印出乱码。

虽然printf 是an excellent choice for printing out formatted text（尤其是如果您打算使用填充），但如果您没有启用编译器警告，则可能会很危险。 始终启用警告，因为这样的错误很容易避免。如果printf 家族可以以更快、更漂亮的方式完成相同的任务，则没有理由使用笨拙的std::cout 机制。只要确保您已启用所有警告 (-Wall -Wextra)，您就会很好。如果您使用自己的自定义 printf 实现，您应该使用 __attribute__ 机制声明它，enables the compiler to check the format string against the parameters provided。

【讨论】：

【解决方案6】：

主要原因可能是 C++ 字符串是一个包含当前长度值的结构，而不仅仅是以 0 字节结尾的字符序列的地址。 Printf 及其亲属希望找到这样的序列，而不是结构，因此会被 C++ 字符串混淆。

就我自己而言，我认为 printf 有一个 C++ 语法特性无法轻易填补的地方，就像 html 中的表结构有一个 div 无法轻易填补的地方一样。正如 Dykstra 后来关于 goto 所写的那样，他并不打算创立一种宗教，实际上只是反对将其用作弥补设计不佳的代码的工具。

如果 GNU 项目将 printf 系列添加到他们的 g++ 扩展中，那就太好了。

【讨论】：

【解决方案7】：

如果大小很重要，Printf 实际上非常好用。这意味着，如果您正在运行一个内存问题的程序，那么 printf 实际上是一个非常好的解决方案。 Cout 本质上是移动位来为字符串腾出空间，而 printf 只是接受某种参数并将其打印到屏幕上。如果您要编译一个简单的 hello world 程序，printf 将能够在不到 60, 000 位的时间内编译它，而 cout 则需要超过 100 万位才能编译。

对于您的情况，id 建议使用 cout，因为它使用起来更方便。虽然，我认为 printf 是一件好事。

【讨论】：

【解决方案8】：

您可以使用snprinft 来确定所需的字符数并分配合适大小的缓冲区。

int length = std::snprintf(nullptr, 0, "There can only be %i\n", 1 );
char* str = new char[length+1]; // one more character for null terminator
std::snprintf( str, length + 1, "There can only be %i\n", 1 );
std::string cppstr( str );
delete[] str;

这是对 cppreference.com 上 example 的小改编

【讨论】：