C++C++20

聊聊 C++20 的 std::format

排版字串時，比起 printf 的 % 或 iostream 的 <<，std::format 的格式跟參數分離得比較清楚，也比較好讀。這篇先當速查筆記，整理幾個最常需要查的點：浮點數的 precision / type，以及 precision 用在字串上會截斷的坑。

基本用法

#include <format>，用 {} 當佔位符。它是 type-safe 的，不用像 printf 那樣手動對 %d、%f。

cpp

#include <format>
#include <print>   // C++23

std::string s = std::format("{} + {} = {}", 1, 2, 3);
// "1 + 2 = 3"

std::println("{} + {} = {}", 1, 2, 3);  // C++23，直接印

想重複用同一個參數，就標位置 {0}：

cpp

std::format("{0}{1}{0}", "ab", "cd");  // "abcdab"

對齊、寬度、符號

format spec 看起來很長，但日常大多只會用到 width、precision、type 這幾個：

text

{:[fill][align][sign][#][0][width][.precision][type]}

< 靠左、> 靠右、^ 置中：

cpp

std::format("{:>8}",  "hi");  // "      hi"
std::format("{:<8}",  "hi");  // "hi      "
std::format("{:^8}",  "hi");  // "   hi   "
std::format("{:*^8}", "hi");  // "***hi***"
std::format("{:08}",  42);    // "00000042"   0 + width 補零
std::format("{:+}",   42);    // "+42"         正數也加號
std::format("{: }",   42);    // " 42"         正數留空位，負數照樣 -

浮點數：precision 跟 type

浮點數先記兩件事就夠：precision（.N）決定精度、type（最後那個字母）決定顯示形式。

cpp

double pi = 3.14159265;

std::format("{:.2f}", pi);  // "3.14"       固定小數 2 位
std::format("{:.3e}", pi);  // "3.142e+00"  科學記號
std::format("{:.4g}", pi);  // "3.142"      g：自動選 f/e，緊湊顯示

金額、平均值、比例這類輸出，{:.2f} 通常就很合適：

cpp

for (double price : {12.5, 8.99, 159.0, 68.75})
    std::println("${:>8.2f}", price);
// $   12.50
// $    8.99
// $  159.00
// $   68.75

坑：precision 在字串上是「截斷長度」

同一個 .N，放在浮點數跟字串上不是同一件事：

浮點數：精度，可能是小數位或有效位數，取決於 type
字串：截斷長度，最多取幾個字元

cpp

std::format("{:.3}", 3.14159);      // "3.14"           3 位有效數字
std::format("{:.3}", "formatting");  // "for"            截到 3 個字
std::format("{:.3f}", 3.14159);     // "3.142"          f 才是 3 位小數

所以 {:.3} 套在字串上不會報錯。這種 bug 特別煩：不會炸，只是輸出悄悄變短。

整數：進制與前綴

cpp

std::format("{:b}",  42);  // "101010"
std::format("{:o}",  42);  // "52"
std::format("{:x}",  255); // "ff"
std::format("{:#x}", 255); // "0xff"   # 加上進制前綴
std::format("{:#010b}", 42); // "0b00101010"

寬度、精度也能動態傳

不想寫死，就用巢狀的 {} 把寬度或精度當參數傳進去：

cpp

int w = 8;
std::format("{:>{}}", x, w);    // 寬度由 w 決定

int n = 3;
std::format("{:.{}f}", pi, n);  // 小數位數由 n 決定

這招很適合用在 log / table output：欄寬固定，但寬度或小數位可以從 config 來。