c++20中的std::format库如何使用_c++20中std::format库使用教程与示例-C++-PHP中文网

c++20中的std::format库如何使用_c++20中std::format库使用教程与示例

尼克

发布： 2025-11-18 19:18:06

原创

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c++kquote>std::format是C++20引入的类型安全、高性能格式化工具，替代printf和ostringstream，需包含<format>头文件并启用C++20标准，支持占位符替换、数字进制转换、精度控制、对齐填充、时间格式化及自定义类型特化，编译器支持方面MSVC较好，GCC需13+，Clang逐步完善，推荐新项目优先使用。

c++20中的std::format库如何使用_c++20中std::format库使用教程与示例

在 C++20 中，std::format 是一个全新的文本格式化工具，它借鉴了 Python 的 str.format() 和 Rust 的 format! 语法，提供了类型安全、高性能且易于使用的字符串格式化方式。相比传统的 printf 或 ostringstream，std::format 更加现代、安全且功能强大。

包含头文件与启用 C++20

要使用 std::format，你需要确保编译器支持 C++20，并包含 <format> 头文件：

#include <format>
#include <iostream>

int main() {
    std::string message = std::format("Hello, {}!", "World");
    std::cout << message << '\n';
    return 0;
}

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编译时需启用 C++20：

g++ -std=c++20 -o test test.cpp

基本用法：替换占位符

std::format 使用大括号 {} 作为占位符，按顺序填充参数：

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std::format("Welcome, {}! You are {} years old.", "Alice", 25);
// 输出: Welcome, Alice! You are 25 years old.

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也可以通过索引指定参数顺序：

std::format("{1} is {0} years old.", 30, "Bob");
// 输出: Bob is 30 years old.

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还可以使用命名参数（虽然目前标准库不直接支持运行时命名，但可通过结构体或自定义类型模拟）。

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格式化数字与控制精度

可以像 printf 一样控制整数进制、浮点数精度等：

十六进制: {:x} 或 {:X}
八进制: {:o}
二进制: {:b}
浮点数精度: {:.2f}

std::format("Hex: {:x}, Octal: {:o}, Binary: {:b}", 255, 255, 255);
// 输出: Hex: ff, Octal: 377, Binary: 11111111

std::format("Pi is {:.2f}", 3.1415926);
// 输出: Pi is 3.14

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支持对齐和填充：

std::format("{:>10}", "right");  // 右对齐，宽度10
// 输出: "     right"

std::format("{:-<10}", "left");  // 左对齐，用'-'填充
// 输出: "left------"

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格式化时间（C++20 chrono 支持）

std::format 原生支持 std::chrono 类型，可轻松格式化时间：

#include <chrono>

auto now = std::chrono::system_clock::now();
std::string timestr = std::format("{:%Y-%m-%d %H:%M:%S}", now);
// 输出类似: 2025-04-05 14:30:22

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常用时间格式符：

%Y: 四位年份
%m: 月份（01-12）
%d: 日期
%H: 小时（24小时制）
%M: 分钟
%S: 秒

自定义类型格式化

要让自定义类型支持 std::format，需要特化 std::formatter 模板：

struct Point {
    int x, y;
};

template<>
struct std::formatter<Point> {
    constexpr auto parse(auto& ctx) {
        return ctx.begin();
    }

    auto format(const Point& p, auto& ctx) const {
        return std::format_to(ctx.out(), "({},{})", p.x, p.y);
    }
};

// 使用
std::format("Point is {}", Point{1, 2});
// 输出: Point is (1,2)

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这个过程需要熟悉 parse 和 format 两个阶段：parse 解析格式选项，format 实际写入输出迭代器。