printf()

格式化輸出：printf() 這類函數有一個 format 參數用來表示輸出的字串格式。

#include <stdio.h>

int printf(const char *format, ...);
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
int dprintf(int fd, const char *format, ...);
int sprintf(char *str, const char *format, ...);
int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...);
int asprintf(char **strp, const char *format, ...);

#include <stdarg.h>

int vprintf(const char *format, va_list ap);
int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va_list ap);
int vdprintf(int fd, const char *format, va_list ap);
int vsprintf(char *str, const char *format, va_list ap);
int vsnprintf(char *str, size_t size, const char *format, va_list ap);
int vasprintf(char **strp, const char *format, va_list ap);

成功回傳打算寫入的字串長度，失敗回傳負值。如果 snprintf() 和 vsnprintf() 回傳值 ≥ size，表示有截短。glibc 從 v2.1 開始符合以上 C99 標準，之前截短回傳 -1。

基本型是 printf 輸出到 stdout，前面加

• f：列印到 FILE。
• d：列印到 fd。
• s：列印到 str 字串暫存區。
• sn：列印到 str 字串暫存區，含結尾 0 最多寫入長度 size。
  
• as：列印到自動配置的字串暫存區，從提供的 strp 回傳。最後不用需 free(*strp) 釋出。
  
• v：參數採用 va_list。

format 格式字串

格式字串內容	printf() 系列	scanf() 系列
% 開頭的轉換規範	printf()	scanf()
空白字元集 (space、tab、newline 等)	直接輸出	比對 0 個以上的空白字元集
一般字元		直接比對

輸出格式由 format 字串決定，包含兩種物件 -- 直接輸出的一般字元、以及轉換規範。每個轉換規範 (conversion specification) 通常轉換一個參數，格式：

%[flags][最小寬度][.精確度][資料類型]轉換字元

對 % 開始到轉換字元，中央會使有 flags、width (最小寬度)、precision (精確度)、和 length (資料類型)。其中最小寬度和精確度是「非 0」的數字，或用「*」來取用下個參數 (須為數字)。預設按照順序每個「*」及轉換字元取用一個參數。UNIX 規範也可以用「%m$」和「*m$」來取代 % 和 *，明確指定使用第 m 個參數，但 C99 標準不支援。如果有用 $，所有需要取用參數的都要用，且使用的參數不能有 gap。

轉換字元 (conversion specifier)

字元	輸出	. 精確度
d, i	有號十進位	位數
u	無號十進位	位數
o	無號八進位	位數
x, X	無號十六進位	位數
c	字元
s	字串	最長長度
f, F	[-]mmm.dddddd	d 數目
e, E	[-]m.dddddde±xx 或 [-]m.ddddddE±xx	d 數目
g, G	較小的數使用 e 或 E，否則用 f	significant 位數
p	指標值
n	目前為止輸出的字數
%	印「%」

flags

• -：向左對齊
• +：數字都印 +- 符號
• 空白字元：如果要印的第一個字元不是符號，多插入一個空白字元。
• 0：數字前面補 0。
• #：數字轉換成 alternate form，可看出是幾進位或是不是浮點。
• o：前置 0
• x 或 X：前置 0x 或 0X
• e、E、f、g、或 G 保留小數點
• g 或 G：保留小數點，且不移除尾部的 0。
• '：十進位轉換 (i, d, u, f, F, g, G) 輸出，每千位依據 locale 隔開 (見 setlocale())。
• I：十進位轉換 (i, d, u) 輸出使用 locale 語文。

資料類型 (length modifier) 指示對應的參數

• hh：signed char 或 unsigned char
• h：short 或 unsigned short
• l：long 或 unsigned long
• ll：long long 或 unsigned long long
• L：long double
• j：intmax_t 或 uintmax_t
• z：size_t 或 ssize_t
• t：ptrdiff_t

void printf(const char *fmt, ...)
{
    va_list ap;

    va_start(ap, fmt);
    vprintf(fmt, ap);
    va_end(ap);
}

參考：

1. The C Programming Language, Brian W. Kernighan & Dennis M. Ritchie
2. man 3 printf
3. format string attack：https://bamboofox.cs.nctu.edu.tw/uploads/material/attachment/11/format_string_exploit.pdf
4. stdout 預設是 line buffered，換行時才會輸出。但有些方式可以馬上輸出：
• fflush(stdout)
• setbuf(stdout, NULL)
• setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);

• scanf() 系列標準函數