附录A printf、varargs与stdarg A.1 printf函数族

C语言中经常被误解的3个常用工具：printf库函数族、varargs和stdarg工具。后两者主要用于编写那些随调用场合的不用，其参数的数目和类型也不同的函数。 
printf函数族 
#include <stdio.h>
main() {
    printf("Hello world\n");
}
printf函数的第一个参数是关于输出格式的说明，它是一个描述了输出格式的字符串。这个字符串遵循通常的C语言惯例，以空字符（即\0）结尾。我们把这个字符串写成字符串常量的形式（即用双引号括起来），就能够自动保证它以空字符结尾。
printf函数是把数据写到标准输入，fprintf函数则可以把数据写到任何文件中。需要写入的特定文件，将作为fprintf函数的第一个参数，它必须是一个文件指针。因此 
printf(stuff);
从意义上来说就等效于 
fprintf(stdout, stuff);
sprintf函数的第1个参数是一个指向字符数组的指针，sprintf函数将把其输出数据写到这个字符数组中。编程人员应该确保这个数组足够大以容纳sprintf函数所生成的输出数据。sprintf函数其余的参数与printf函数的参数相同。sprintf函数生成的输出数据总是以空字符收尾，如果希望在输出数据中出现一个空字符，我们可以显示地使用%c格式项把它打印出来。
这3个函数的返回值都是已传送的字符数。对于sprintf的情形，作为输出数据结束标志的空字符并不计入总的字符数。如果printf或fprintf在试图写入时出现一个I/O错误，将返回一个负值。因为格式字符串决定了其余参数的类型，而且可以到运行时才建立格式字符串，所以要检查printf函数的参数类型是否正确是异常困难的。 
printf("%d\n", 0.1);
printf("%g\n", 2);
最后得到的结果可能毫无意义，而且在程序实际运行之前，这些错误既有可能不会被编译器检测到，而成为“漏网之鱼”。 
fprintf("error\n");
本意是使用fprintf函数输出一行出错信息到stderr，但是一时大意忘记写stderr，而fprintf函数会把格式字符串当做一个文件结构来处理，这种情况下就很可能出现内核转储的后果！ 
A.1.1 简单格式类型
每个格式项都是以格式码结束。
%d的含义是以十进制形式打印一个整数，例如 
printf("2 + 2 = %d\n", 2 + 2);
%u要求打印无符号十进制整数。 
printf("%u\n", -37);
char类型和short类型会被自动扩展为int类型，在把char类型视为有符号类型整数的机器上，这一点经常会引起令人吃惊的后果。 例如下面的例子：
char c;
c = -37;
printf("%u\n", c);

%o打印八进制整数 
%x用于打印十六进制整数 
八进制和十六进制总是作为无符号数处理。
%s格式项用于打印字符串：与之对应的参数应是一个字符指针，待输出的字符起始于所指向的地址，直到出现一个空字符('\0')才终止。 
int n = 108;
printf("%d decimal = %o octal = %x hex\n", n, n, n);
printf("There %s %d item%s in the list.\n", n != 1 ? "are" : "is",
n, n != 1 ? "s" : "");

printf(s);
与 
printf("%s", s);
两者的含义并不相同。第一个例子将把字符串s中的任何%字符视为一个格式项的标志，因而其后的字符会被视为格式码。如果除%%之外的任何格式码在字符串s中出现，而后面又没有对应的参数，将会带来麻烦。而第二个例子将会打印出任何以空字符结尾的字符串。
一个NULL指针并不指向任何实际的内存为止，它肯定不可能指向一个字符串。 
printf("%s\n", NULL);

printf("%c", c);
等效于 
putchar(c);
%g、%f、%e这3个格式项用于打印浮点值。%g格式项在打印那些不需要按列对齐的浮点数时特别有用。
printf("The decimal equivalent of '%c' is %d\n", '*', '*');
但是前者的适应性和灵活性更好，能够把字符c的值嵌入某个更大的上下文中。
它在打印出对应的数值时，会去掉该数值尾缀的零，保留6位有效数字。 
printf("Pi = %g\n", 4 * atan(1.0));
printf("%g %g %g %g\n", 1/1.0, 1/2.0, 1/3.0, 1/4.0, 0.0);
注意，因为一个数中出现在前面的零对于精度没有贡献，输出的数值被四舍五入，而不是直接截断： 
printf("%g\n", 2.0/3.0);
printf("%g\n", 123456789.0);
如果一个数的绝对值大于999999，%g会采用科学计数法来打印这样的数值。 
当指数是-4时，这两种形式的长度就恰好相等。例如，0.000314159与3.14159e-04所占用的空间大小相同。对于比较小的数值，除非该数的指数小于或等于-5，%g格式项才会采用科学计数法来表示。因此， 
printf("%g %g %g\n", 3.14159e-3, 3.14159e-4, 3.14159e-5);
%e要求一律显式地使用指数形式：%e格式项将打印出小数点后6位有效数字，而并非如%g格式项那样打印出的数是总共6位有效数字。
%f格式项则恰好相反，它强制禁止使用指数形式来表示浮点数。 
printf("%f\n", 1e38);
printf("%%d prints a decimal value\n");

A.1.2 修饰符
整数有3种类型：short、long(l)和正常长度 
%ld、%lo、%lx和%lu 
long size;
...
printf("%d\n", size);
在某些机器上能工作，某些机器上不能工作。
宽度修饰符
如果一个数值太大而不能被它所在的栏所容纳，那么它就会挤占同一行右侧紧邻数值的位置。 
int i;
for (i = 0; i <= 10; i++) {
    printf("%2d %2d *\n", i, i * i);
}
宽度修饰符对所有的格式码都有效。
 
printf("%8%\n");

精度修饰符的作用是控制一个数值的表示中将要出现的数字位数，或者用于限制将要打印的字符串中应该出现的字符数。精度修饰符包括一个小数点和小数点后面的一串数字。精度修饰符出现在%符号和宽度修饰符之后，格式码与长度修饰符之前。精度修饰符的确切含义与格式码有关。
对于整数类型%d、%o、%x和%u，精度修饰符指定了打印数字的最少位数。如果待打印的数值不需要这么多位数来表示，就会在它的前面补上0. 
printf("%.2d/%.2d/%.4d\n", 7, 14, 1789);

对于%e、%E和%f格式项，精度修饰符制定了小数点后应该出现的数字位数。除非标志（Flag，我们马上将讨论到）另有说明，否则仅当精度大于0时打印的数值中才会实际出现小数点。 
double pi;
pi = 4 * atan(1.0);
printf("%.0f %.1f %.2f %.3f %.6f %.10f\n", pi, pi, pi, pi, pi, pi);
printf("%.0e %.1e %.2e %.10e\n", pi, pi, pi, pi, pi, pi);
对于%g和%G格式项，精度修饰符指定了打印数值中的有效数字位数。除非标准另有说明，否则非有效数字的0将被去掉。如果小数点后不跟点后不跟数字，则小数点也将被删除。 
printf("%.1g %.2g %.4g %.8g\n", 10/3.0, 10/3.0, 10/3.0, 10/3.0);

char name[14];
...
printf("... %.14s ...", ..., name, ...);

对于%c和%%格式符，精度修饰符将被忽略。

A.1.3 标志： 
可以在%符号和域宽修饰符之间插入标志字符，以微调格式项的效果。 
在显示宽度大于被显示位数时，数据尾部都以显示区的右端对齐，左端则被填充空白字符。
*标志字符-的作用是，要求显示方式改为左端对齐，在右端填充空白字符。因此，仅当域宽
存在时，标志字符-才有意义（否则，填充空白字符就无从谈起）。 
char name[14];
...
printf("... %-14s ...", ..., name, ...);
*标志字符+的作用是，规定每个待打印的数值在输出时都应该以它的符号（正好或符号）作为
第一个字符。因此，非负数打印出来后，应该在最前面有一个正号。标志字符+与标志字符-
之间不存在任何联系。 
printf("%+d %+d %+d\n", -5, 0, 5);

*空白字符作为标志字符时，它的含义是：如果某数是一个非负数，就在它的前面插入一个空白
字符。如果我们希望让固定栏内的数值向左对齐，而又不想用标志字符+，这一点就特别有用。
如果标志字符+与空白字符同时出现在一个格式项中，最终的效果以标志字符+为准。例如： 
int i;
for (i = -3; i <= 3; i++) {
    print("% d\n", i);
}
如果我们希望在固定栏内按科学计数法打印数值，格式项% e和%+e要比正常的格式项%e有用的多。因为这时出现在非负数前面的正号（或者空白）保证了所有输出数值的小数点都会对齐。例如： 
double x;
for (x = -3; x <= 3; x++) {
    printf("% e %+e %e\n", x, x, x);
}
标志字符#的作用是对数值输出的格式进行微调，具体的方式与特定格式项有关。
%#o的效果是打印数字以0开头，%#x的效果是打印数字以0x或者0X开头。
0%o把数值0打印成00，%#o把数值0打印成0。
标志字符对浮点数格式的影响有两方面：其一，它要求小数点必须被打印出来，即使小数点后没有数字也是如此；其二，如果用于%g或%G格式项，打印出的数值尾缀的0将不会被去掉。例如： 
printf("%.0f %#.0f %g %#g\n", 3.0, 3.0, 3.0, 3.0);
除了+和空白字符，其余的标志字符都是各自独立的。

A.1.4 可变域宽与精度 
#define NAMESIZE 14
char name[NAMESIZE];
...
printf("... %.14s ....", ...., name, ...);
printf("... %.NAMESIZE ...", ..., name, ...); //no use，因为预处理器的作用范围不能到达字符串的内部。
printf函数因此允许间接指定域宽和精度。要做到这一点，我们只需用*替换域宽修饰符或精度修饰符其中之一，或者两者都替换。在这种情况下，printf函数首先从参数列表中取得将要使用的域宽或精度的实际数值，然后使用该数值来完成打印任务。 
printf("... %.*s ...", ..., NAMESIZE, name, ...);
printf("%*.*s\n", 12, 5, str);
与下式完全等效 
printf("%12.5s\n", str);
printf("%*%\n", n);
如果*用于替换域宽修饰符，而与其对应的参数的值为负数，那么效果相当把负号作为-标志字符来处理。因此，上例中如果n为负数，输出结果首先是一个%符号，后面再跟n-1个空格。

A.1.5 新增的格式码 
%p用于以某种形式打印一个指针，具体的形式与特定的C语言实现有关（译注：一般是打印出该指针所指向的地址）
%n用于之处已经打印的字符数，这个数被存储在对应参数（一个整型指针） 
int n;
printf("hello\n%n", &n);

A.1.6 废止的格式码
过去，要打印一个数值并在它前面填充0，唯一的办法就是使用标志字符0。标志字符0的作用是指定待打印的数值前应该填充0而不是空白字符。因此， 
printf("%06d %06d\n", -37, 37);
即使用精度修饰符也能达到这种效果： 
printf("%.6d %.6d\n", -37, 37);
在大多数场合，我们都可以用%.来替换%0，效果也非常接近。