C++20 格式化字符串

程序员的园

发布于 2024-07-18 13:19:03

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发布于 2024-07-18 13:19:03

在 C++20 中引入的 std::format 是一个强大的工具，用于格式化字符串。它提供了一种简洁、类型安全且灵活的方式来构建格式化字符串，同时避免了传统的格式化函数带来的许多问题。

它位于头文件<format>中,使用示例如下：

std::string name = "Alice";
int age = 30;
std::string formatted_str = std::format("Name: {}, Age: {}", name, age);

//output：
//Name: Alice, Age: 30

文中使用{}作为占位符来进行文字替换，会产生如下三个疑问：

1.替换规则是什么?

2.如果占位符多/或少会出现什么问题呢?

3.如果输出字符串需要被{}包含时如何实现呢?

疑惑讲解

如下为std::format的构造函数之一，

_EXPORT_STD template <class... _Types>
_NODISCARD string format(const format_string<_Types...> _Fmt, _Types&&... _Args) {
    return _STD vformat(_Fmt.get(), _STD make_format_args(_Args...));
}

为便于描述，_Fmt后续称为——“格式字符串”，_Args后续称为——“变量”

1. 变量依次替换“格式字符串”中的{}；如

std::string name = "Alice";
int age = 30;
std::string formatted_str = std::format("Name: {}, Age: {}", name, age);
//output：Name: Alice, Age: 30

2.如果“格式字符串”中的{}数量大于变量的个数，如下例代码，编译成功，但是运行抛出“std::format_error"异常。

std::string formatted_str = std::format("Name: {}, {},Age: {}", "Alice", 30);//throw error

3. 如果“格式字符串”中的{}数量小于等于变量的个数，假设变量个数为n，则n个变量会替换前n个{}。

std::string formatted_str = std::format("Name: {},Age: {}", "Alice", 30);
std::string formatted_str = std::format("Name: {}, Age: {}", "Alice", 30,"hello");
//output:
//Name: Alice,Age: 30
//Name: Alice, Age: 30

4. 如果带输出的变量需要被{}包含，需要使用{{}}包含{}进而对{}转义，形如{{{}}}，最内测的{}为占位符，而外侧的{{}}是{}的占位符

  std::string ret = std::format("name {}  age {{   {}  }}", "janny", 20);
//output:
//name janny  age {   20  }

自定义数据类型的格式化

为实现自定义数据类型的格式化，需要为其提供格式化器，格式化器是标准的，可以参考如下进行修改即可。

#include <format>  
#include <iostream>  

struct vector3 {
    int x, y,z;
};

// 定义一个格式化处理程序  
template <>
struct std::formatter<vector3> {
     auto parse(format_parse_context& ctx) { return ctx.end(); }
    template <typename FormatContext>
    auto format(const vector3 & p, FormatContext& ctx) const {
        return std::format_to(ctx.out(), "({}, {}, {})", p.x, p.y,p.z);
    }
};

void using_format()
{
    vector3 p{ 10, 20,30 };
    std::cout << std::format("The point is: {}\n", p) << std::endl;
}

//output
//The point is: (10, 20, 30)

总结

std::format提供类型安全且灵活的字符串格式化方法，使用时要牢记{}的个数不要大于变量的个数；同时，自定义数据类型需要提供格式化器。

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原始发表：2024-02-27，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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