文章目录
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- 背景介绍
- 主要特性
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- [1. 格式化字符串支持](#1. 格式化字符串支持)
- [2. 简化输出操作](#2. 简化输出操作)
- [3. 高性能实现](#3. 高性能实现)
- 基本用法
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- [1. 使用 `std::print`](#1. 使用
std::print
) - [2. 使用 `std::println`](#2. 使用
std::println
)
- [1. 使用 `std::print`](#1. 使用
- 格式化选项
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- [1. 基本占位符](#1. 基本占位符)
- [2. 对齐与填充](#2. 对齐与填充)
- [3. 数值格式](#3. 数值格式)
- [4. 浮点数格式](#4. 浮点数格式)
- [2. 自定义类型格式化](#2. 自定义类型格式化)
- 对容器的支持
- 总结
- 源码链接
C++23 带来了两个令人兴奋的新输出功能------std::print
和 std::println
, 它们极大地简化了格式化输出操作, 同时保持了 C++ 一贯的高性能和灵活性. 本文将详细介绍这些新特性, 探讨其实际用法, 并通过代码示例展示如何在实际项目中使用它们.
背景介绍
在传统 C++ 中, 格式化输出通常依赖于 std::cout
或 printf
. std::cout
虽然灵活但语法冗长, printf
虽然简洁但类型安全性较差. 为了简化输出操作并提高可读性, C++20 引入了 std::format
, C++23 更进一步, 将其与输出流结合, 推出了 std::print
和 std::println
.
这些特性不仅让 C++ 输出更接近 Python 的 print
, 还兼具高性能和类型安全, 完美平衡了易用性和功能强大性.
主要特性
1. 格式化字符串支持
- 基于 C++20 的
std::format
, 使用花括号{}
作为占位符. - 支持自动类型推断, 提供丰富的格式化选项, 如对齐, 填充, 精度设置等.
2. 简化输出操作
std::print
: 直接输出内容到标准输出(类似std::cout
).std::println
:std::print
的换行版本, 自动在输出后添加换行符.
3. 高性能实现
- 输出效率高, 避免了额外的中间缓冲.
- 直接格式化到输出流, 减少了运行时开销.
基本用法
1. 使用 std::print
以下示例展示如何使用 std::print
输出格式化内容:
cpp
#include <print>
int main() {
std::print("Hello, {}!\n", "World"); // 输出: Hello, World!
std::print("The answer is: {}\n", 42); // 输出: The answer is: 42
return 0;
}
2. 使用 std::println
std::println
提供了更加简洁的换行输出功能:
cpp
#include <print>
int main() {
std::println(
"This is a println example!"); // 输出: This is a println example!
std::println("Value: {}, Pi: {:.2f}", 10,
3.14159); // 输出: Value: 10, Pi: 3.14
return 0;
}
格式化选项
1. 基本占位符
使用花括号 {}
占位符, 可以轻松插入变量值:
cpp
std::println("{} + {} = {}", 2, 3, 2 + 3); // 输出: 2 + 3 = 5
2. 对齐与填充
对齐输出内容, 适合打印表格或报告:
cpp
std::println("|{:>10}|", "right"); // 右对齐: | right|
std::println("|{:<10}|", "left"); // 左对齐: |left |
std::println("|{:^10}|", "center"); // 居中对齐: | center |
std::println("|{:-^10}|", "fill"); // 居中填充: |--fill---|
3. 数值格式
支持多种数值格式输出:
cpp
std::println("Decimal: {}", 42); // 十进制: Decimal: 42
std::println("Hex: {:#x}", 255); // 十六进制: Hex: 0xff
std::println("Octal: {:#o}", 255); // 八进制: Octal: 0377
std::println("Binary: {:#b}", 255); // 二进制: Binary: 0b11111111
std::println("Padded: {:08}", 42); // 填充: Padded: 00000042
4. 浮点数格式
打印浮点数时, 可指定精度和宽度:
cpp
std::println("Default : {}", 3.14159); // 默认: 3.14159
std::println("Fixed : {:.2f}", 3.14159); // 保留两位小数: 3.14
std::println("Scientific : {:.2e}", 3.14159); // 科学计数法: 3.14e+00
std::println("Width : {:8.2f}", 3.14159); // 宽度 8: 3.14
2. 自定义类型格式化
通过实现 std::formatter
, 可以为自定义类型提供格式化支持:
cpp
#include <format>
#include <print>
#include <string>
struct Point {
int x, y;
};
template <>
struct std::formatter<Point> {
constexpr auto parse(std::format_parse_context& ctx) { return ctx.begin(); }
auto format(const Point& p, std::format_context& ctx) const {
return std::format_to(ctx.out(), "({}, {})", p.x, p.y);
}
};
int main() {
Point p{3, 4};
std::println("Point: {}", p); // Output: Point: (3, 4)
return 0;
}
对容器的支持
std::print
和 std::println
暂不支持直接打印容器, 如 std::vector
或 std::map
. 此时可以借助第三方库 libfmt
, 例如:
cpp
#include <fmt/core.h>
#include <vector>
int main() {
std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
fmt::print("Vector: [{}]\n", fmt::join(vec, ", "));
return 0;
}
总结
C++23 的 std::print
和 std::println
为开发者提供了现代化, 简洁且高效的格式化输出工具. 它们不仅让代码更易于书写和阅读, 还极大地提升了开发体验.
这些特性特别适合需要频繁格式化输出的场景, 如日志系统, 调试工具和数据报告. 如果您需要更复杂的功能, 可以借助 libfmt
等库扩展其应用范围.