怎样实现类型安全的printf 可变参数模板格式化输出

printf

static_assert

if constexpr

printf

printf

%d

%s

%f

#include <iostream>
#include <string_view> // C++17, 可替换为 const char* 或 std::string
#include <type_traits> // 用于类型检查

// 递归终点：当格式字符串处理完毕，或者没有更多参数时
void safe_print_impl(std::string_view fmt) {
    std::cout << fmt; // 打印剩余的格式字符串
}

// 辅助函数：根据类型打印值，这里可以加入更复杂的格式化逻辑
template<typename T>
void print_value(T val) {
    std::cout << val;
}

// 特化：处理 const char* 类型，避免直接打印地址
void print_value(const char* s) {
    std::cout << s;
}

// 递归处理函数
template<typename T, typename... Args>
void safe_print_impl(std::string_view fmt, T value, Args... args) {
    size_t percent_pos = fmt.find('%');

    // 如果没有更多的 '%'，直接打印剩余部分
    if (percent_pos == std::string_view::npos) {
        std::cout << fmt;
        return;
    }

    // 打印 '%' 之前的部分
    std::cout << fmt.substr(0, percent_pos);

    // 处理 '%' 后的字符
    if (percent_pos + 1 < fmt.length()) {
        char specifier = fmt[percent_pos + 1];

        // 这里是类型安全的核心：根据格式说明符进行编译时检查
        // 注意：这是一个简化的示例，实际的 printf 格式化要复杂得多
        if (specifier == 'd') {
            // 确保传入的是整数类型
            static_assert(std::is_integral_v<T>, "Error: %d requires an integral type.");
            print_value(static_cast<long long>(value)); // 统一转换为 long long 避免截断
        } else if (specifier == 'f') {
            // 确保传入的是浮点类型
            static_assert(std::is_floating_point_v<T>, "Error: %f requires a floating-point type.");
            print_value(static_cast<double>(value)); // 统一转换为 double
        } else if (specifier == 's') {
            // 确保传入的是字符串类型（char* 或 std::string / std::string_view）
            static_assert(std::is_convertible_v<T, const char*> ||
                          std::is_same_v<T, std::string> ||
                          std::is_same_v<T, std::string_view>,
                          "Error: %s requires a string type.");
            print_value(value);
        } else if (specifier == '%') { // 处理 "%%"
            std::cout << '%';
            // 递归调用，跳过 "%%"
            safe_print_impl(fmt.substr(percent_pos + 2), args...);
            return; // 这里需要return，因为已经处理了两个字符
        } else {
            // 对于未知的或不支持的格式说明符，可以在编译时报错
            static_assert(false, "Error: Unsupported format specifier or type mismatch.");
        }

        // 递归处理剩余的格式字符串和参数
        safe_print_impl(fmt.substr(percent_pos + 2), args...);
    } else {
        // 格式字符串以 '%' 结尾，这是个错误或不完整的情况
        std::cout << fmt;
    }
}

// 用户调用的入口函数
template<typename... Args>
void my_printf(std::string_view fmt, Args... args) {
    safe_print_impl(fmt, args...);
}

// 示例用法
/*
int main() {
    my_printf("Hello, %s! You are %d years old and your score is %.2f.\n", "Alice", 30, 99.5f);
    my_printf("This is a %% literal.\n");
    // my_printf("This will cause a compile-time error: %d\n", "wrong type"); // 编译错误
    // my_printf("Missing argument: %d\n"); // 运行时错误 (递归终点处理)
    return 0;
}
*/

safe_print_impl

static_assert

printf

printf

printf

va_list

%d

%s

printf("%d", "hello");

%s

printf

snprintf

printf

%n

printf

printf

va_list

static_assert

if constexpr

static_assert

if constexpr

std::is_integral_v

std::is_floating_point_v

std::is_convertible_v

static_assert

printf

printf