C ++ std :: ostreamをprintfのようなフォーマットで使用する方法は？

Question

私はC++を学んでいます。 coutはstd::ostreamクラスのインスタンスです。それでフォーマットされた文字列を印刷するにはどうすればよいですか？

printfを引き続き使用できますが、すべてのC++の利点を活用できるC++スタイルのメソッドをさらに学びたいと思います。これはstd::ostreamで可能になるはずですが、適切な方法が見つかりません。

Answer 1

std::ostreamで直接できる唯一のことは、よく知られている<<-構文です：

int i = 0;
std::cout << "this is a number: " << i;

また、さまざまな IOマニピュレーター があり、整数のフォーマット、桁数などに影響を与えるために使用できます。ポイント番号など.

ただし、それはprintfのフォーマットされた文字列と同じではありません。 C++ 11には、printfで使用されるのと同じ方法で文字列フォーマットを使用できる機能は含まれていません（printf自体を除く。もちろん、C++で使用できる場合は、あなたが望む）。

printfスタイルの機能を提供するライブラリに関しては、 boost::format があり、これは（概要からコピーされた）このようなコードを有効にします。

std::cout << boost::format("writing %1%,  x=%2% : %3%-th try") % "toto" % 40.23 % 50;

また、標準の将来のバージョンにはprintf- style形式の 含める提案 があることに注意してください。これが受け入れられると、次のような構文が使用可能になる場合があります。

std::cout << std::putf("this is a number: %d\n",i);

Answer 2

Printfを実装するには、c ++ 11テンプレートパラメータを使用できます。

#include <iostream>
#include <string>

inline std::ostream & mprintf(std::ostream & ostr, const char * fstr) throw()
{
    return ostr << fstr;
}

template<typename T, typename... Args> 
std::ostream & mprintf(std::ostream & ostr, 
        const char * fstr, const T & x) throw()
{
    size_t i=0;
    char c = fstr[0];

    while (c != '%')
    {
        if(c == 0) return ostr; // string is finished
        ostr << c;
        c = fstr[++i];
    };
    c = fstr[++i];
    ostr << x;

    if(c==0) return ostr; // 

    // print the rest of the stirng
    ostr << &fstr[++i];
    return ostr;
}


template<typename T, typename... Args> 
std::ostream & mprintf(std::ostream & ostr,
        const char * fstr, const T & x, Args... args) throw()
{
    size_t i=0;
    char c = fstr[0];

    while (c != '%')
    {
        if(c == 0) return ostr; // string is finished
        ostr << c;
        c = fstr[++i];
    };
    c = fstr[++i];
    ostr << x;

    if(c==0) return ostr; // string is finished

    return mprintf(ostr, &fstr[++i], args...);
}

int main()
{
    int c = 50*6;
    double a = 34./67.;
    std::string q = "Hello!";

    // put only two arguments
    // the symbol after % does not matter at all
    mprintf(std::cout, "%f + %f = %a \n", c, a);

    // print string object: for real printf one should write q.c_str() 
    mprintf(std::cout, "message: \"%s\". \n", q);

    // the last argument will be ignored
    mprintf(std::cout, "%z + %f\n", (long)a, 12, 544 );

}

出力

300 + 2 = %a 
message: "Hello!". 
2 + 12

これは非常に単純なコードであり、改善することができます。

1）利点は、<<を使用してオブジェクトをストリームに出力するため、<<を介して出力できる任意の引数を配置できることです。

2）フォーマットされた文字列内の引数のタイプを無視します。％がスペースでも任意のシンボルを表すことができます。出力ストリームは、対応するオブジェクトの印刷方法を決定します。また、printfと互換性があります。

3）欠点は、パーセント記号「％」を印刷できないことです。コードを少し改善する必要があります。

4）％4.5fのようなフォーマットされた数値を印刷できません

5）引数の数が書式設定された文字列によって予測される数より少ない場合、関数は文字列の残りを出力します。

6）引数の数がフォーマットされた文字列によって予測された数よりも大きい場合、残りの引数は無視されます

2）-6）を作成してprintfの動作を完全に模倣するようにコードを改善できます。ただし、printfのルールに従う場合は、本質的に修正する必要があるのは3）と4）だけです。

Answer 3

フィールド幅

フィールド幅の設定は非常に簡単です。各変数について、「setw（n）」を前に付けるだけです。このような：

#include <iostream>
#include <iomanip>

using namespace std;

int main()
{
  const int max = 12;
  const int width = 6;
  for(int row = 1; row <= max; row++) {
      for(int col = 1; col <= max; col++) {
          cout << setw(width) << row * col;
      }
      cout << endl;
  }
  return 0;
}

「setw（n）」がフィールド幅を制御する方法に注意してください。そのため、各数値は、数値自体の幅に関係なく同じ幅を維持するフィールド内に印刷されます。

-から 「プログラミング/ C++チュートリアル」by P.ルタス 。

Answer 4

Ostreamの代わりにostringstreamを使用することをお勧めします。次の例を参照してください。

#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
#include "CppUnitTest.h"

#define _CRT_NO_VA_START_VALIDATION

std::string format(const std::string& format, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, format);
    size_t len = std::vsnprintf(NULL, 0, format.c_str(), args);
    va_end(args);
    std::vector<char> vec(len + 1);
    va_start(args, format);
    std::vsnprintf(&vec[0], len + 1, format.c_str(), args);
    va_end(args);
    return &vec[0];
}

使用例：

std::ostringstream ss;
ss << format("%s => %d", "Version", Version) << std::endl;
Logger::WriteMessage(ss.str().c_str()); // write to unit test output
std::cout << ss.str() << std::endl; // write to standard output

Answer 5

サンプル出力：

2017-12-20T16:24:47,604144+01:00 Hello, World!

コード（put_timestampに示されているput_printfの使用法）：

#include <assert.h>
#include <chrono>
#include <iomanip>
#include <iostream>

class put_printf {
    static constexpr size_t failed = std::numeric_limits<size_t>::max(); // for any explicit error handling
    size_t stream_size; // excluding '\0'; on error set to 0 or to "failed"
    char buf_stack[2048+1]; // MAY be any size that fits on the stack (even 0), SHOULD be (just) large enough for most uses (including '\0')
    std::unique_ptr<char[]> buf_heap; // only used if the output doesn't fit in buf_stack
public:
    explicit put_printf(const char *format, ...)
            #if __GNUC__
            __attribute__ ((format (printf, 2, 3))) // most compelling reason for not using a variadic template; parameter 1 is implied "this"
            #endif
            {
        va_list args;
        va_start(args, format);
        const int res = vsnprintf(buf_stack, sizeof(buf_stack), format, args);
        va_end(args);
        if (res < 0) { // easily provoked, e.g., with "%02147483646i\n", i.e., more than INT_MAX-1 significant characters (only observed, no guarantee seen)
            stream_size = failed;
        } else if (res < sizeof(buf_stack)) { // preferred path
            stream_size = res;
        } else { // not artificially constrained
            try {
                const size_t buf_size = static_cast<size_t>(res) + 1; // avoids relying on "res < INT_MAX" (only observed, no guarantee seen)
                buf_heap.reset(new char[buf_size]); // observed to work even beyond INT_MAX=2^32-1 bytes
                va_start(args, format);
                if (vsnprintf(buf_heap.get(), buf_size, format, args) == res) stream_size = res;
                else stream_size = failed; // can't happen
                va_end(args);
            } catch (const std::bad_alloc&) { // insufficient free heap space (or an environment-specific constraint?)
                stream_size = failed;
            }
        }
    }
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const put_printf& self) {
        if (self.stream_size == failed) {
            // (placeholder for any explicit error handling)
            return os;
        } else {
            // using write() rather than operator<<() to avoid a separate scan for '\0' or unintentional truncation at any internal '\0' character
            return os.write((self.buf_heap ? self.buf_heap.get() : self.buf_stack), self.stream_size);
        }
    }
};

class put_timestamp {
    const bool basic = false;
    const bool local = true;
public:
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const put_timestamp& self) {
        const auto now = std::chrono::system_clock::now();
        const std::time_t now_time_t = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);
        struct tm tm; if ((self.local ? localtime_r(&now_time_t, &tm) : gmtime_r(&now_time_t, &tm)) == nullptr) return os; // TODO: explicit error handling?
        static_assert(4 <= sizeof(int), "");
        const int microseconds = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(now.time_since_Epoch() % std::chrono::seconds(1)).count();
        assert(0 <= microseconds && microseconds < 1000000); // TODO: (how) do we know?
        // TODO: doesn't "point" in "decimal_point()" imply "dot"/"full stop"/"period", unlike an obviously neutral term like "mark"/"separator"/"sign"?
        const char decimal_sign = std::use_facet<std::numpunct<char>>(os.getloc()).decimal_point() == '.' ? '.' : ','; // full stop accepted, comma preferred
        // TODO: all well and good for a locale-specific decimal sign, but couldn't the locale also upset microseconds formatting by grouping digits?
        os << std::put_time(&tm, self.basic ? "%Y%m%dT%H%M%S" : "%FT%T") << put_printf("%c%06i", decimal_sign, microseconds);
        if (! self.local) return os << "Z";
        const int tz_minutes = std::abs(static_cast<int>(tm.tm_gmtoff)) / 60;
        return os << put_printf(self.basic ? "%c%02i%02i" : "%c%02i:%02i", 0 <= tm.tm_gmtoff ? '+' : '-', tz_minutes / 60, tz_minutes % 60);
    }
};

int main() {
    // testing decimal sign
    ///std::cout.imbue(std::locale("en_GB"));
    ///std::cout.imbue(std::locale("fr_FR"));

    std::cout << put_timestamp() << " Hello, World!\n";
    #if 0
    typedef put_printf pf; // just to demo local abbreviation
    std::cout << "1: " << pf("%02147483646i\n"  , 1     ) << std::endl; // res < 0
    std::cout << "2: " << pf("%02147483643i%i\n", 1, 100) << std::endl; // res < 0
    std::cout << "3: " << pf("%02147483643i%i\n", 1,  10) << std::endl; // works
    std::cout << "4: " << pf("%02147483646i"    , 1     ) << std::endl; // works
    #endif
    return 0;
}

Put_printfに関するコメント：

// Reasons for the name "put_printf" (and not "putf" after all):
// - put_printf is self-documenting, while using the naming pattern also seen in std::put_time;
// - it is not clear whether the proposed std::putf would support exactly the same format syntax;
// - it has a niche purpose, so a longer name is not an objection, and for frequent local uses
//     it is easy enough to declare an even shorter "typedef put_printf pf;" or so.
// Evaluation of delegating to vsnprintf() with intermediate buffer:
// (+) identical result without implementation and/or maintenance issues,
// (?) succeeds or fails as a whole, no output of successful prefix before point of failure
// (-) (total output size limited to INT_MAX-1)
// (-) overhead (TODO: optimal buf_stack size considering cache and VM page locality?)
// Error handling (an STL design problem?):
// - std::cout.setstate(std::ios_base::failbit) discards further std::cout output (stdout still works),
//     so, to be aware of an error in business logic yet keep on trucking in diagnostics,
//     should there be separate classes, or a possibility to plug in an error handler, or what?
// - should the basic or default error handling print a diagnostic message? throw an exception?
// TODO: could a function "int ostream_printf(std::ostream& os, const char *format, ...)"
//           first try to write directly into os.rdbuf() before using buf_stack and buf_heap,
//           and would that significantly improve performance or not?

Answer 6

私は独立して書いたが、user3283405に似た答えを思いついた

私のソリューションは、フォーマットを達成するためにvasprintf（）を使用し、std :: ostreamの<<の演算子オーバーロードを使用して、適切な場所にメモリを解放します。

使用法：

std::cout << putf(const char *format, ...); //Same format as C printf(3)

コード：

#define _GNU_SOURCE
#include <cstdarg>
#include <iostream>
#include <cstdio>

struct putf_r{
        char *s;
};

putf_r putf(const char *fmt, ...){
        va_list ap;
        va_start(ap, fmt);
        putf_r a;
#pragma GCC diagnostic Push
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wformat-nonliteral"
        vasprintf(&a.s, fmt, ap);
#pragma GCC diagnostic pop
        va_end(ap);
        return a;
}

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, putf_r a){
        os<<a.s;
        free(a.s);
        return os;
}

int main(){
        std::cout << putf("%3d\n", 23) << putf("%a\n", 256.);
}

コンパイラはputf（）内のフォーマットをチェックしないため、コンパイラフラグ-Wformat-nonliteralはputf（）の疑わしいコードについて警告しないので、自分で 制御されていないフォーマット文字列 の問題に注意する必要があります。
詳細情報は GitHub にあります。

Answer 7

Coutの型安全性とprintf（）の単純な変数の迅速かつ簡単な書式設定の両方が必要な場合、この2つを混ぜます。これはい修正ですが、 "02/07/2014 10:05 am"のようなものをいくつかのより複雑なエンティティと一緒に出力する必要がある場合、私のために物事を完了します。

#include <stdio>
#include <stdarg>
#include <stdlib>
#include <iostream>

#pragma hdrstop

using namespace std;


char* print(char* fmt, ...)
{
    static char buffer[80] = "";

    va_list argptr;
    va_start(argptr,fmt);

    vsprintf(buffer, fmt, argptr);

    va_end(argptr);

    return buffer;
}

#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[])
{

cout << print("\n%06d\n%6d\n%6d\n%010.3f",1,12,123,123.456);

system("PAUSE>NUL");

return 0;

}