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vprintf函数

概要： 
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
int vprintf(const char * restrict format,
      va_list arg);
描述：

vprintf函数等价于printf函数，区别在于vprintf函数使用va_list类型参数arg替换可变参数列表。参数arg应已经使用宏va_start初始化（以及后续可能调用宏va_arg。）；但vprintf函数不会调用va_end宏。

该函数将输出写入标准输出流，参数format指向的字符串指定后续参数如何转换为输出。

格式序列由0至多个指令构成，函数调用时按顺序执行格式序列中的指令，执行到格式序列末尾时，函数将返回。

如果格式序列对应的参数数量不足，函数行为是未定义的；如果参数数量过多，多余参数会被评估，否则将被忽略。

ISO/IEC 9899:2018标准定义了该函数的安全版本vprintf_s函数。

参数：
const char * restrict format

char类型指针，指向格式字符串，格式字符串应为多字节字符序列，其开始和结束都为初始移位状态（initial shift state）。构成格式序列的指令分为以下两种情况：

- 由普通多字节字符(字符%除外)构成的指令。

普通多字节字符不作任何改变写入标准输出流。


- 由转换说明构成的指令。

每个转换说明都会获取0至多个后续参数，并根据相应的转换说明符（如果适用）对其进行转换，然后将结果写入标准输出流。


转换说明遵循以下格式：

%标记符opt字段宽度符opt精度符opt长度修饰符opt转换说明符

其中带opt的都是可选的。


1、标记符及其意义

标记符 描述
-

转换结果在字段内左对齐。默认情况下是右对齐。
+

有符号的转换结果总是以+号或者-号开头。默认情况下正值前没有+号。
空格

如果一个有符号转换的首字符不是符号，或者一个有符号转换结果没有字符，将在结果前添加空格。如果在标记符中同时出现空格标记符和+标记符，空格标记符将被忽略。
#

对于o转换，当且仅在必要时，会增加精度以强制结果的第一位数字为0；如果值和精度均为0，则输出单个0。对于x(或者X)转换，将给非0结果前置0x(或者0X)。对于a、A、e、E、f、F、g、G转换，结果将转换为带有小数点的浮点数，即使小数点后没有数字（通常小数点字符仅在其后有数字时才会出现在这些转换结果中。）。对于g(或者G)转换，尾随0会保留。对于其它形式转换，其行为是未定义的。
0

对于d、i、o、u、x、X、a、A、e、E、f、F、g、G转换，前导0(跟在符号或者基数之后)将代替空格填充字段，转换无穷大或者非数值除外。如果在标记符中同时出现0标记符和-标记符，0标记符将被忽略。对于d、i、o、u、x、X转换，如果指定了精度，0标记符将被忽略。对于其它形式转换，其行为是未定义的。

如果存在多个标记符，ISO/IEC 9899:2018标准并未指定标记符的先后顺序。


2、字段宽度符及其意义

字段宽度符 描述
数字

该数字为大于0的十进制整数，表示最小字段宽度。
*

该字符表示最小字段宽度，该字符并未直接指定字段宽度，需要在转换参数前有一个额外整值参数来指定字段宽度，例如：printf("%*d", width, value);，其中参数width指定字段宽度。如果width是负整数，转换结果是左对齐的。

如果字段宽度为负值，就相当于使用其绝对值作为字段宽度，-字符作为标记符。

如果转换值含有的字符数小于字段宽度，默认情况下在转换值左边填充空格；如果转换值含有的字符数大于等于字段宽度，转换值正常输出。


3、精度符及其意义

精度符 描述
.数字

该数字为十进制整数。
.*

该字符未直接指定精度，需要在转换参数前有一个额外整值参数指定精度，例如：printf("%.*f", precision, value);，其中参数precision指定精度。

对于d、i、o、u、x、X转换，精度符表示出现的最小位数。对于a、A、e、E、f、F转换，精度符表示小数点后出现的位数。对于g、G转换，精度符表示最大有效位数。对于s转换，精度符表示写入的最大字节数。如果只指定.字符，精度值为0。

如果精度符与除上面指定的转换说明符一起使用，其行为是未定义的。


4、长度修饰符及其意义

长度修饰符 描述
hh

对于d、i、o、u、x、X转换说明符，该字符用于signed char或者unsigned char类型参数(参数会被整数提升，但在输出前参数值应转换为signed char或者unsigned char类型。)。对于n转换说明符，该字符用于signed char类型指针。
h

对于d、i、o、u、x、X转换说明符，该字符用于short int或者unsigned short int类型参数(参数会被整数提升，但在输出前参数值应转换为short int或者unsigned short int类型。)。对于n转换说明符，该字符用于short int类型指针。
l

对于d、i、o、u、x、X转换说明符，该字符用于long int或者unsigned long int类型参数。对于n转换说明符，该字符用于long int类型指针。对于c转换说明符，该字符用于wint_t类型参数。对于s转换说明符，该字符用于wchar_t类型指针。对于a、A、e、E、f、F、g、G转换说明符，该字符不起作用。
ll

对于d、i、o、u、x、X转换说明符，该字符用于long long int或者unsigned long long int类型参数。对于n转换说明符，该字符用于long long int类型指针。
j

对于d、i、o、u、x、X转换说明符，该字符用于intmax_t或者uintmax_t类型参数。对于n转换说明符，该字符用于intmax_t类型指针。
z

对于d、i、o、u、x、X转换说明符，该字符用于size_t或者对应的有符号整数类型参数。对于n转换说明符，该字符用于对应size_t的有符号整数类型指针。
t

对于d、i、o、u、x、X转换说明符，该字符用于ptrdiff_t或者对应的无符号整数类型参数。对于n转换说明符，该字符用于ptrdiff_t类型指针。
L

对于a、A、e、E、f、F、g、G转换说明符，该字符用于long double类型参数。

如果长度修饰符与除上面指定的转换说明符一起使用，其行为是未定义的。


5、转换说明符及其意义

转换说明符 描述
d,i

int类型参数转换为有符号十进制整数。精度指定转换结果的最小位数。如果转换结果的位数小于精度值，将添加前导0。默认精度为1。精度为0的0值转换结果没有字符。（注：转换说明符d、i对于格式化输出函数（例如：vprintf函数）是没有区别的；但对于格式化输入函数（例如：vscanf函数）两者是有区别的。）
o,u,x,X

unsigned int类型参数转换为无符号的八进制整数(o)、十进制整数(u)或者十六进制整数(x或者X)。小写字母abcdef用作x转换；大写字母ABCDEF用作X转换。精度指定转换结果的最小位数。如果转换结果的位数小于精度值，将添加前导0。默认精度为1。精度为0的0值转换结果没有字符。
f,F

double类型参数转换为[-]ddd.ddd形式的十进制浮点数，其中小数点后位数等于精度值。如果没有指定精度，默认精度为6。如果精度为0，并且没有使用#标记符，将不会出现小数点。如果转换结果中出现小数点，小数点前至少有一位数。转换结果会被舍入到合适的位数。

如果double类型参数表示无穷大，是转换成[-]inf形式还是转换成[-]infinity形式将由实现定义。如果double类型参数表示非数值，是转换成[-]nan形式还是转换成[-]nan(n-char-sequence)形式，以及n-char-sequence的含义将由实现定义。f转换说明符对应inf、infinity或者nan；F转换说明符对应INF、INFINITY或者NAN。（注：当用于无穷大和非数值时，-、+和空格标记符具有其通常的含义；但#和0标记符没有影响。）
e,E

double类型参数转换为科学计数法形式([-]d.ddde±dd)，其中小数点前有一位数，如果参数是非0值，该数也是非0值；小数点后位数等于精度值。如果没有指定精度，默认精度为6。如果精度为0，并且没有使用#标记符，将不会出现小数点。转换结果会被舍入到合适的位数。e转换说明符对应指数为e；E转换说明符对应指数为E。指数位数至少为2位；并且仅包含表示指数所需的更多位数。如果参数值为0，指数为0。

如果double类型参数表示无穷大，是转换成[-]inf形式还是转换成[-]infinity形式将由实现定义。如果double类型参数表示非数值，是转换成[-]nan形式还是转换成[-]nan(n-char-sequence)形式，以及n-char-sequence的含义将由实现定义。e转换说明符对应inf、infinity或者nan；E转换说明符对应INF、INFINITY或者NAN。（注：当用于无穷大和非数值时，-、+和空格标记符具有其通常的含义；但#和0标记符没有影响。）
g,G

double类型参数表示的浮点数是按e转换说明符还是按f转换说明符进行转换(对于G转换说明符，对应的是E转换说明符和F转换说明符。)取决于转换值和精度。声明一个变量P，如果精度值为非0值，P等于精度值；如果省略精度，P等于6；如果精度值为0，P等于1。如果转换按E转换说明符进行转换，将有一个指数X：

- 如果P>X≥-4，转换将按f(或者F)转换说明符进行转换，并且精度值为P-(X+1)；

- 否则转换将按e(或者E)转换说明符进行转换，并且精度值为P-1。

如果未使用#标记符，结果的小数部分将删除所有尾随0，并且如果不存在小数部分，将删除小数点。

如果double类型参数表示无穷大，是转换成[-]inf形式还是转换成[-]infinity形式将由实现定义。如果double类型参数表示非数值，是转换成[-]nan形式还是转换成[-]nan(n-char-sequence)形式，以及n-char-sequence的含义将由实现定义。g转换说明符对应inf、infinity或者nan；G转换说明符对应INF、INFINITY或者NAN。（注：当用于无穷大和非数值时，-、+和空格标记符具有其通常的含义；但#和0标记符没有影响。）
a,A

double类型参数表示的浮点数将转换成[-]0xh.hhhhp±d形式，其中小数点前有1位十六进制数（如果参数是规格化浮点数（normalized floating-point number），该十六进制数为非0值；否则其值是不确定的。）；小数点后十六进制数的位数与精度值相同。如果没有指定精度并且FLT_RADIX是2的幂，那么精度足以精确表示转换值。如果没有指定精度并且FLT_RADIX不是2的幂，那么精度足以区分double类型的值，但尾随0可能会被省略。如果精度为0，并且没有使用#标记符，将不会出现小数点。字母abcdef用于a转换；字母ABCDEF用于A转换。a转换的转换结果使用x和p；A转换的转换结果使用X和P。指数位数至少为1位；并且仅包含表示2的十进制指数所需的更多位数。如果值为0，指数为0。

如果double类型参数表示无穷大，是转换成[-]inf形式还是转换成[-]infinity形式将由实现定义。如果double类型参数表示非数值，是转换成[-]nan形式还是转换成[-]nan(n-char-sequence)形式，以及n-char-sequence的含义将由实现定义。a转换说明符对应inf、infinity或者nan；A转换说明符对应INF、INFINITY或者NAN。（注：当用于无穷大和非数值时，-、+和空格标记符具有其通常的含义；但#和0标记符没有影响。）
c

如果不存在l长度修饰符，int类型参数将转换为unsigned char类型，并将结果字符写入标准输出流。

如果存在l长度修饰符，wint_t类型参数的转换就像一个未指定精度的ls转换，并且参数指向wchar_t类型的由两个元素构成的数组的初始元素，其中第一个元素为进行lc转换的wint_t类型参数，第二个元素为空宽字符。
s

如果不存在l长度修饰符，参数应为指向字符数组初始元素的指针。数组中的字符将写入标准输出流，直至但不包括终止空字符。如果指定了精度，写入的字符数不超过精度值。如果没有指定精度或者精度值大于数组长度，数组应包含空字符。

如果存在l长度修饰符，参数应为指向wchar_t类型数组初始元素的指针。数组中的宽字符将转换成多字节字符（每个宽字符就像调用wcrtomb函数一样转换成多字节字符，第一个宽字符转换前，将mbstate_t对象描述的转换状态初始化为0。），直至并包括终止空宽字符。生成的多字节字符将被写入标准输出流，直至但不包括终止空字符(字节)。如果没有指定精度，数组应包含空宽字符。如果指定精度，写入标准输出流的字节数(包括移位序列，如果存在。)不超过精度值；如果为等于由精度值指定的多字节字符序列长度，数组应包含一个空宽字符，函数需要访问数组后的第一个宽字符。任何情况下都不能向标准输出流写入部分多字节字符。
p

参数应为void类型指针。指针值转换为实现定义的打印字符序列。
n

参数应为一个指向有符号整数的指针，到目前为止通过调用vprintf函数写入到标准输出流的字符数将写入该整数。对于该转换说明符，没有参数被转换，但消耗一个参数。如果转换说明包含标记符、字段宽度符或者精度符，该转换说明符的行为是未定义的。
%

向标准输出流写入一个%字符。没有参数被转换。完整的转换说明为%%。

长度修饰符、转换说明符和对应的参数类型如下表所示：

d i u o x X a A e E f F g G c s p n
int unsigned int double int char * void * int *
hh signed char unsigned char signed char *
h short int unsigned short int short int *
l long int unsigned long int wint_t wchar_t * long int *
ll long long int unsigned long long int long long int *
j intmax_t uintmax_t intmax_t *
z size_t ① size_t size_t * ②
t ptrdiff_t ptrdiff_t ③ ptrdiff_t *
L long double

① 该处类型为与size_t类型对应的有符号整数类型。

② 该处类型为指向与size_t类型对应的有符号整数的指针类型。

③ 该处类型为与ptrdiff_t类型对应的无符号整数类型。


如果转换说明无效，函数行为是未定义的。如果参数不是转换说明所对应的类型，函数行为是未定义的。

任何情况下，不存在的或者较小的字段宽度都不会导致字段被截断；如果转换结果宽于字段宽度，字段会被扩展，以便包含转换结果。

对于a(或者A)转换，如果FLT_RADIX为2的幂，转换值准确地舍入为具有指定精度的十六进制浮点数。


va_list arg

va_list类型对象。

返回值：

如果发生输出错误或者编码错误，函数返回一个负值；否则函数返回写入标准输出流的字符数。

范例： 
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28 
/*函数vprintf范例*/

#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>

static int count = 0;

void archives(const char *format, ...)
{
    printf("No.%d Archives\n", ++count);

    va_list args;
    va_start(args, format);
    vprintf(format, args);
    va_end(args);

    putchar('\n');
}

int main(void)
{
    archives("Name: %s\n", "Zhangshan");
    archives("Name: %s\nGender: %c\n", "Lisi", 'M');
    archives("Name: %s\nGender: %c\nAge: %d\n", "Wangwu", 'M', 25);

    return 0;
}
输出：

No.1 Archives

Name: Zhangshan

 

No.2 Archives

Name: Lisi

Gender: M

 

No.3 Archives

Name: Wangwu

Gender: M

Age: 25

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