为什么 printf 的相同表达式的输出与 cout 不同？答案

【问题标题】：Why does this output of the same expression from printf differ from cout?为什么 printf 的相同表达式的输出与 cout 不同？
【发布时间】：2013-09-30 20:03:10
【问题描述】：

我正在使用 Visual C++ 2012 并从命令行编译以下文件：

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("%.5f", 18/4+18%4);
    return 0;
}

链接 MSVCRT.LIB 而不是 LIBCMT 以避免运行时错误 R6002。
该程序的输出值为 0.00000。

但是，如果我在 C++ 中执行完全相同的操作

 #include <iostream>
 using namespace std;
 int main()
 {
      cout << 18/4+18%4 << endl;
      return 0;
 }

现在，它打印出 6，就像它应该的那样。

有什么区别？是与语言本身（C 与 C++）还是输出方法（cout 与 printf）有关，还是只是 MSVC 的一个怪癖？

【问题讨论】：

尝试使用"%d" 而不是"%.5f"。
好像你的第一个代码示例 printf 格式需要一个浮点数，但算术是整数算术。
顺便说一句，他们没有从 C++ 中删除 printf，所以您可以在那里尝试并立即发现问题所在。
一个很好的演示为什么强类型 cout 比 loosy goosy printf 更好
@congusbongus - printf 代码编译并做了错误的事情，而不是开发人员的意图，实际上调用了未定义的行为。 cout 完全符合开发人员的预期

标签： c++ c floating-point printf cout

【解决方案1】：

表达式18/4+18%4 的计算结果为int，并且您正在请求浮点数。您应该始终在启用警告的情况下进行编译，并注意它们（他们说警告是等待发生的错误，他们是对的）。

这是我的编译器 (GCC 4.8.1) 告诉我的（即使没有强制执行 -Wall）：

warning: format ‘%.5f’ expects type ‘double’, but argument 2 has type ‘int’

另一方面，std::cout<< 操作能够推断出您的表情类型并将其正确地流式传输到您的屏幕。

【讨论】：

18/4+18%4 的类型是int，而不是“整数”。
%.5f 格式需要double，而不是float。（printf 的 float 参数被提升为 double 但在这种情况下不相关。）
微小的修正——不要注意警告。使用-Werror 这样他们就会停止你的编译。

【解决方案2】：

C 函数正在传递一个整数，但您告诉它（使用%f）期待一个双精度浮点数，所以它失败了。 C++ 函数知道它正在传递一个整数，因此它可以正常工作。

【讨论】：

printf 没有失败（go kaboom）。它只是没有按预期工作。
@DavidHammen：它确实无法正确工作，但仅仅因为它为他打印 0 并不意味着它会为每个人打印 0。对于某些人来说，它可能会大放异彩。
C11dr 7.21.6.1 9 "如果任何参数不是相应转换规范的正确类型，则行为未定义。"
@chux：确实，“kaboom”实际上是允许的结果之一！ :)

【解决方案3】：

在 C 示例中，此表达式 18/4+18%4 将计算为 int，因为所有操作数都是 整数常量，但您指定的是它是printf 的double，因此将被错误地处理。另一方面，如果您在表达式的除法部分使用了浮动常量，例如18.0/4+18%4，则整个表达式的计算结果将是一个double。或者，您也可以在格式说明符中使用 "%d"。

这也是undefined behavior 错误地将格式指定为printf，这也说明了为什么使用警告构建很重要，使用gcc -Wall 我收到以下警告（看到它live):

warning: format ‘%f’ expects argument of type ‘double’, but argument 2 has type ‘int’

在C++中，std::cout 的operator<< 对int 有一个重载，因此在这种情况下会调用它。我们可以看到 C++ draft standard 需要许多其他重载，在部分 27.7.3.1 类模板 basic_ostream 我们找到以下运算符声明：

basic_ostream<charT,traits>& operator<<(int n);

为了完整起见，回到未定义的行为，7.19.6.1 部分中的C99 draft standard fprintf 函数 printf 的部分引用了格式字符串段落 9 说：

如果转换规范无效，则行为未定义。[...]

【讨论】：

显然gcc 和clang 会对此发出警告，而不管警告设置如何，这很好，但这并不能改变启用警告将防止许多错误的事实。

【解决方案4】：

表达式

18 / 4 + 18 % 4

计算为 int。

但 printf 格式字符串 "%.5f" 需要双精度。

使用 c++ 和 ostreams，语言可以自动确定输出类型。

只需将您的 C 代码更改为以下内容：

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("%d", 18 / 4 + 18 % 4);
    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案5】：

其他人已正确指出您的 printf() 语句中的 int/double 不匹配。我只想评论您的声明，“与 MSVCRT.LIB 而不是 LIBCMT 链接以避免运行时错误 R6002。”如此简单的程序不应该对运行时环境造成过度负担，因此像这样的运行时错误应该是代码中未定义行为的危险信号。

“MSVCRT R6002”的快速谷歌说：

C 运行时错误 R6002 浮点支持未加载

未链接必要的浮点库。通过检查以下可能的原因来修复

该程序是使用需要协处理器的选项（例如 /FPi87）编译或链接的，但该程序是在未安装协处理器的计算机上运行的。

printf_s 或 scanf_s 函数的格式字符串包含浮点格式规范，并且程序不包含任何浮点值或变量。

编译器通过仅在必要时加载浮点支持来最小化程序的大小。编译器无法检测格式字符串中的浮点格式规范，因此它不会加载必要的浮点例程。

使用浮点参数来对应浮点格式规范，或者在程序的其他地方执行浮点赋值。这会导致加载浮点支持。

在混合语言程序中，链接程序时，在 FORTRAN 库之前指定了 C 库。最后重新链接并指定 C 库。

当然，这里的教训是您应该密切注意编译器和运行时警告和错误。如有疑问，请始终假设问题出在您的代码中，而不是在编译器中。

【讨论】：

我只是想链接到一个内置浮点支持的库（MSVCRT 支持）然后它会解决问题。不过，我现在明白这个错误了。

【解决方案6】：

在 C 中，因为您在 printf 格式说明符中明确指定了浮点（“%f”），所以它需要一个浮点参数。但是你给它一个“int”参数，所以问题就来了。

根据您要执行的操作，您可以：

1) 将您的（否则为整数）表达式转换为浮点数

和/或

2) 在 cout 流中使用 setprecision，就像在 C 中使用 "%.5f" 一样：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   float x = 18/4+18%4;
   std::cout << std::setprecision(5) << x << endl;
   return 0;
}

3) 如果您想要整数，请使用printf ("%d", 18/4+18%4);

【讨论】：

【解决方案7】：

如果您想要相同的行为（和响应），您最好编写代码

printf("%d\n", 18/4 + 18%4);

得到一个 int 响应而不是一个浮点响应。你会得到与<< operator selected is 相同的结果

ostream& std::operator<<(ostream&, const int);

否则，你可以显式使用

printf("%.5f\n", (double)(18/4 + 18%4));

得到6.00000的结果。

【讨论】：

【解决方案8】：

让你的数字之一是浮点值：

#include <stdio.h>
int main()
{

    printf("%.0f", 18/4.0+18%4);
    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案9】：

一种可能的替代方法是对文字（或表达式本身）进行类型转换：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%.5f", (float)18/4+18%4);
    return 0;
}

【讨论】：