C语言：printf()函数-马育民老师

# 介绍

`printf` 是 C 语言中最常用的输出函数，用于向标准输出设备（通常是控制台）打印格式化的字符串和数据。它属于标准库 `<stdio.h>`，功能强大且灵活，是初学者接触 C 语言输入输出的基础。

# 一、基本用法

### 1. 函数原型

```c
#include <stdio.h>
int printf(const char *format, ...);
```
- `format`：格式控制字符串（包含普通字符和格式说明符）。
- `...`：可变参数列表，对应格式说明符的具体数据。
- 返回值：成功打印的字符总数（包括空格、换行等），失败时返回负数。

### 2. 最简单的输出

打印纯字符串（无变量）：
```c
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World!\n");  // 输出：Hello, World!（\n 表示换行）
    return 0;
}
```

# 二、格式说明符（核心）

格式说明符以 `%` 开头，用于指定输出数据的类型和格式。常用类型如下：

| 格式符 | 对应数据类型         | 说明                                  |
|--------|----------------------|---------------------------------------|
| `%d`   | int（整数）          | 十进制有符号整数                      |
| `%u`   | unsigned int         | 十进制无符号整数                      |
| `%x`   | unsigned int         | 十六进制小写（如 `a-f`）              |
| `%X`   | unsigned int         | 十六进制大写（如 `A-F`）              |
| `%o`   | unsigned int         | 八进制整数                            |
| `%f`   | float/double         | 十进制浮点数（默认保留6位小数）       |
| `%lf`  | double               | 双精度浮点数（C99标准）               |
| `%c`   | char                 | 单个字符                              |
| `%s`   | char*（字符串）      | 以 `\0` 结尾的字符串                  |
| `%p`   | void*（指针）        | 指针的十六进制地址（带 `0x` 前缀）    |
| `%%`   | 无                   | 输出百分号 `%`                        |

### 示例：输出不同类型数据
```c
#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 100;
    unsigned int b = 200;
    float c = 3.14159;
    char d = 'A';
    char* str = "Hello";
    int* ptr = &a;

printf("整数：%d\n", a);                  // 整数：100
    printf("无符号整数：%u\n", b);            // 无符号整数：200
    printf("十六进制：%x（小写）%X（大写）\n", a, a);  // 十六进制：64（小写）64（大写）
    printf("浮点数：%f\n", c);                // 浮点数：3.141590（默认6位小数）
    printf("字符：%c\n", d);                  // 字符：A
    printf("字符串：%s\n", str);              // 字符串：Hello
    printf("指针地址：%p\n", ptr);            // 指针地址：0x7ffdxxxx（具体地址因系统而异）
    printf("百分比：%%\n");                   // 百分比：%

return 0;
}
```

# 三、格式控制（进阶）

可以在 `%` 和格式符之间添加修饰符，控制输出的宽度、对齐方式、小数位数等。

### 1. 控制宽度（数字）

格式：`%[宽度]格式符`  
  若输出内容长度小于指定宽度，默认右对齐，空格补位；若超过则按实际长度输出。

```c
#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 123;
    printf("默认宽度：%d\n", num);       // 默认宽度：123
    printf("宽度为5：%5d\n", num);      // 宽度为5：  123（前面补2个空格）
    printf("宽度为2：%2d\n", num);      // 宽度为2：123（超过宽度，按实际输出）
    return 0;
}
```

### 2. 左对齐（`-` 修饰符）

格式：`%-[宽度]格式符`  
  使内容在指定宽度内左对齐，空格补在右侧。

```c
printf("右对齐（默认）：%5d\n", 123);  // 右对齐（默认）：  123
printf("左对齐：%-5d|\n", 123);       // 左对齐：123  |（后面补2个空格）
```

### 3. 控制浮点数小数位数（`.` 修饰符）

格式：`%[宽度].[小数位数]f`  
  精确控制浮点数的小数部分位数。

```c
float pi = 3.1415926;
printf("默认：%f\n", pi);             // 默认：3.141593（自动四舍五入）
printf("保留2位小数：%.2f\n", pi);    // 保留2位小数：3.14
printf("宽度8，保留2位：%8.2f\n", pi); // 宽度8，保留2位：   3.14（总宽度8，右对齐）
```

### 4. 补零（`0` 修饰符）

格式：`%0[宽度]格式符`  
  对整数或浮点数的整数部分补零（而非空格）。

```c
int num = 123;
printf("补零（宽度5）：%05d\n", num);  // 补零（宽度5）：00123
printf("浮点数补零：%08.2f\n", 3.14);  // 浮点数补零：0003.14（总宽度8）
```

# 四、常见问题与注意事项

### 1. 格式符与数据类型不匹配

例如：用 `%d` 输出 `float` 类型，会导致输出乱码或错误（未定义行为）。  
```c
  float f = 1.2;
  printf("%d", f);  // 错误！应使用 %f
```

### 2. 字符串必须以 `\0` 结尾

`%s` 会一直输出到 `\0` 为止，若字符串无结束符，会打印垃圾值。  
```c
  char str[3] = {'H', 'i'};  // 无 \0，输出可能为 "Hi垃圾值"
  // 正确写法：char str[] = "Hi";  // 自动添加 \0
```

### 3. 指针输出的是地址而非内容

`%p` 输出指针变量存储的地址，而非指向的数据（需解引用）。  
```c
  int a = 10;
  int* p = &a;
  printf("指针地址：%p\n", p);    // 地址：0x7ffdxxxx
  printf("指针指向的值：%d\n", *p);  // 值：10
```

### 4. 换行符 `\n` 的作用

`\n` 不仅换行，还会刷新输出缓冲区（确保内容立即显示）。若无 `\n`，内容可能暂存在缓冲区，需手动刷新（`fflush(stdout)`）。

# 五、与其他输出函数的区别

- `puts(const char* s)`：仅输出字符串，自动添加换行（`\n`），功能简单。  
```c
  puts("Hello");  // 等价于 printf("Hello\n");
```

- `fprintf(FILE* stream, ...)`：向指定文件输出（如文件、串口），`printf` 是 `fprintf(stdout, ...)` 的特例。

# 总结

`printf` 是 C 语言格式化输出的核心工具，通过格式说明符和修饰符可灵活控制输出样式。掌握其用法是编写 C 程序的基础，尤其要注意格式符与数据类型的匹配，避免因未定义行为导致的错误。

原文出处：https://malaoshi.top/show_1GW2DILj25RJ.html