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一、基本概念

std::print 和 std::println 是 C++23 新增的格式化输出函数,旨在替代传统的 std::cout 链式调用。它们基于 std::format 实现,支持类型安全的格式化字符串,语法更简洁,性能更优15。

  • 功能特点

    • 直接输出到 stdout(默认)或指定的流。

    • std::println 自动在输出末尾添加换行符。

    • 支持与 std::format 相同的格式化语法(如 {} 占位符)。

二、核心特性

1. 格式化输出

std::print 使用 std::format 的规则进行格式化,支持类型推断和复杂格式控制:

 

#include <print>int main() 
{std::print("整数: {}, 浮点数: {:.2f}, 字符串: {}", 42, 3.14159, "Hello");// 输出:整数: 42, 浮点数: 3.14, 字符串: Hello
}
2. 自动刷新行为
  • 不显式刷新流:默认情况下,std::print 和 std::println 不会像 std::endl 那样强制刷新输出流。刷新行为取决于底层流的缓冲策略(例如,交互式终端可能按行刷新)1。

  • 手动刷新:若需强制刷新,仍需使用 std::flush 或 std::fflush(stdout)1。

3. 线程安全性
  • 原子性保证:每个 std::print 调用会将格式化后的字符串原子性地写入流,避免多线程下的文本交错问题。

  • 多调用需同步:若连续调用多个 std::print,仍需手动同步(如使用互斥锁)以确保输出顺序。

4. 与 std::cout 的区别
特性std::print/std::printlnstd::cout
语法简洁性支持直接格式化字符串需链式调用 <<
性能更高(减少多次流操作)较低
换行处理std::println 自动换行需手动添加 \n 或 endl
输出目标默认 stdout默认 std::cout

这对cout 来说绝对是暴击,std::print 的易用性和性能简直完爆它。其语法就是Formatting Library
的格式化语法,可参考Using C++20 Formatting Library1。性能对比:

结果显示,printf 与print 几乎要比cout 快三倍,print 默认会打印到stdout。当打印到cout 并同步
标准C 的流时(print_cout_sync),print 大概要快14%;当不同步标准C 的流时(print_cout),依旧要快不少。 

三、示例代码

示例 1:基础用法
// 在线编译: https://www.onlinegdb.com/#include <print>int main() 
{std::println("Hello, {}!", "C++23"); // 自动换行std::print("当前值: {:<5}, 状态: {}", 42, "OK");// 输出:// Hello, C++23!// 当前值: 42   , 状态: OK
}

输出:

示例 2:多线程安全

#include <print>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;void thread_func() {std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);std::println("线程 {} 输出", std::this_thread::get_id());
}int main() {std::thread t1(thread_func);std::thread t2(thread_func);t1.join();t2.join();
}
// 输出顺序可能因线程调度而异,但每行内容完整不交错

Formatting Ranges(P2286)

四、实现细节与优化

  • 编译时处理:格式化字符串在编译时解析,生成高效代码。

  • 内部表优化:为加速格式化(如 Unicode 处理、数字转换),可能生成预计算的整数常量表(如 10 的幂次表)4。

  • 性能对比:相比 std::coutstd::print 减少了多次流操作,适合高频输出场景。


五、注意事项

  1. 编译器支持:需支持 C++23 的编译器(如 GCC 13+、Clang 17+)。

  2. 头文件:包含 <print>

  3. 刷新控制:若需确保实时输出(如日志),需手动刷新1。

  4. 输入功能缺失:C++23 未提供 std::scan,输入仍需依赖传统方法5。


六、总结

std::print 和 std::println 通过简化语法、提升性能,成为现代 C++ 输出的首选工具。其设计平衡了易用性与效率,尤其适合格式化需求复杂的场景。未来随着 std::scan 的提案推进(目标 C++26),C++ 的 I/O 生态将更趋完善5。

http://www.dtcms.com/wzjs/531391.html

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