⾃⼰动⼿写C语⾔格式化输出函数（⼀）
printf系列函数，包括fprintf、sprintf函数等，其功能是将C语⾔的所有基本数据类型按⽤户要求进⾏格式化输出。
printf函数⼏乎是所有学习C语⾔的⼈接触到的第⼀个函数，是C语⾔标准中使⽤频率最⾼的函数。
printf函数是C语⾔标准函数中最著名的可变参数函数，看见printf这个函数名，就想起了C语⾔的说法⼀点也不过分，因此，可以说是C语⾔标准函数中的最具标志性的函数。
printf系列函数。在DOS环境下，这⼀系列输出函数涵盖了PC机所能⽤到的所有输出设备，所以printf系列函数也是C语⾔中最复杂的函数。
当然，随着DOS时代的结束，不仅printf系列函数的作⽤减弱了，就连C语⾔本⾝也被压缩到了最⼩的应⽤领域。
本⽂写的sprintfA函数，也是应⼀个⼩友要求写的⼏个函数之⼀，包括我昨天发布的《》中的FloatToStr函数，是⽤来学习⽤的。之所以取名为sprintfA，不仅是区别系统本⾝的sprintf函数，同时也因为在Windows下，A表⽰的是传统的ANSI函数。因为在Windows下，printf系列函数也“与时俱进”了，如wprintf 等就是在宽字符环境下的输出函数。由于我在sprintfA函数中使⽤了Windows的宽字符转换函数，因此该函数只适
⽤于Windows环境。
由于sprintfA函数代码⽐较长，将分为多篇⽂章发布，《》⼀⽂中的代码也应算作⼀篇：
⼀、数据定义：
1 typedef struct
2 {
3 INT type; // 数据长度类型
4 INT width; // 数据最⼩宽度
5 INT precision; // 数据精度
6 BOOL left; // 是否居左
7 BOOL zero; // 是否前导零
8 INT decimals; // 浮点数: 1强制⼩数位; 16进制: -1: 0x, 1: 0X
9 INT negative; // 符号：-1: '-'; 1: '+'
10 LPSTR param; // 参数指针
11 }FormatRec;
12
13 typedef long long LLONG, *PLLONG;
14 typedef unsigned long long ULLONG, *PULLONG;
15
16#define TYPE_CHAR 0
17#define TYPE_SHORT 1
18#define TYPE_GENERAL 2
19#define TYPE_LONG 3
20#define TYPE_LLONG 4
21
22#define PTR_SIZE sizeof(VOID*)
23#define TypeSize(size) (((size + PTR_SIZE - 1) / PTR_SIZE) * PTR_SIZE)
24
25#define TS_PTR PTR_SIZE
26#define TS_CHAR TypeSize(sizeof(CHAR))
27#define TS_WCHAR TypeSize(sizeof(WCHAR))
28#define TS_SHORT TypeSize(sizeof(SHORT))
29#define TS_INT TypeSize(sizeof(INT))
30#define TS_LONG TypeSize(sizeof(LONG))
31#define TS_LLONG TypeSize(sizeof(LLONG))
32#define TS_FLOAT TypeSize(sizeof(FLOAT))
33#define TS_DOUBLE TypeSize(sizeof(double))
34#define TS_EXTENDED TypeSize(sizeof(EXTENDED))
35
36#define CHAR_SPACE ' '
37#define CHAR_ZERO '0'
38#define CHAR_POS '+'
39#define CHAR_NEG '-'
40
41#define HEX_PREFIX_U "0X"
42#define HEX_PREFIX_L "0x"
43
44#define MAX_DIGITS_SIZE 40
TYPE_XXXX是数据类型标记，对应于pe字段。
TS_XXXX是各种数据类型在sprintfA可变参数传递时所占的栈字节长度。除指针类型和INT类型长度直接⽤sizeof关键字确定栈字节长度外，其它数据类型所占栈长度则⽤TypeSize宏配合计算取得，这样就使得这些数据所占栈字节长度在各种环境下都是正确的，⽐如字符型长度为1字
节，TypeSizesizeof(CHAR))，在32位编译环境时等于4，在64位编译环境时则等于8。
对于带任意类型可变参数的函数来说，实参数据类型的栈字节长度正确与否，完全取决于程序员。⽐如在sprintfA的格式参数中定义了%Ld，应该是个64位整数类型，⽽在对应的可变参数部分却给了⼀个int类型，在32位编译器环境下，就存在2个错误，⼀是数据类型不正确，⼆是栈字节长度不匹配，64位整数长度为8字节，⽽INT的长度却只有4字节，其结果就是这个数据以及其后的所有数据都会出现错误的显⽰结果，甚⾄还有可能造成程序崩溃。这也是⼀些C语⾔初学者在使⽤printf系列函数时最容易犯的错误，他们混淆了⼀般函数与带可变参数函数调⽤的区别，对于⼀般的C函数，形参的数据类型是固定的，
在调⽤时，如果实参与形参数据类型不匹配，编译器视情况会作出错误、警告或者转换等处理，⽽对于不同精度的相同数据类型，编译器⼤都会⾃动进⾏扩展或截断；⽽调⽤带可变参数函数时，由于函数原型的形参说明部分为“...”，编译器就没法将int扩展为_int64了。
另外，还有有关浮点数部分的数据定义在《》。
另外，还有有关浮点数部分的数据定义在《》。
⼆、函数主体。
1// 获取字符串中的数字。参数：字符串，数字指针。返回字符串中最后⼀个数字位置 2static LPSTR GetControlNum(LPCSTR s, INT *value)
3 {
4 register LPCSTR p = s;
5 register INT v;
6for (v = 0; *p >= '0' && *p <= '9'; p ++)
7 v = v * 10 + (*p - '0');
8 *value = v;
9return (LPSTR)(p - 1);float()函数
10 }
11
12 LPSTR _sprintfA(LPSTR buffer, LPCSTR format, ...)
13 {
14 FormatRec rec;
15 BOOL flag;
16 CHAR c;
17 LPCSTR psave; // ?
18 register LPCSTR pf = format;
19 register LPSTR pb = buffer;
20 va_list paramList;
21
22 va_start(paramList, format);
23 rec.param = (LPSTR)paramList;
24while (TRUE)
25 {
26while (*pf && *pf != '%')
27 *pb ++ = *pf ++;
28if (*pf == 0) break;
29if (*(pf + 1) == '%') // 处理%%
30 {
31 *pb ++ = '%';
32 pf += 2;
33continue;
34 }
35 psave = pf; // ?
36 rec.width = rec.decimals = ative = 0;
37 rec.left = = FALSE;
38 pe = TYPE_GENERAL;
39 rec.precision = -1;
40// 解析前导符号
41 flag = TRUE;
42while (flag)
43 {
44 pf ++;
45switch (*pf)
46 {
47case'0':
48 = TRUE;
49 flag = FALSE;
50break;
51case'-':
52 rec.left = TRUE;
53break;
54case'+':
55 ative = 1;
56break;
57case'#':
58 rec.decimals = 1;
59break;
60default:
61 pf --;
62 flag = FALSE;
63break;
64 }
65 }
66// 解析输出宽度和精度
67 flag = TRUE;
68while (flag)
69 {
70 pf ++;
71switch (*pf)
72 {
73case'.': // 如⼩数点后为'*','0' - '9'继续处理精度和宽度
74 rec.precision = 0;
75 c = *(pf + 1);
76 flag = (c == '*' || (c >= '0' && c <= '9'));
77break;
78case'*': // 处理'*'表⽰的宽度参数和精度参数
79if (*(pf - 1) == '.')
80 {
81 rec.precision = *(PINT)rec.param;
82 flag = FALSE;
83 }
83 }
84else
85 {
86 rec.width = *(PINT)rec.param;
87 flag = *(pf + 1) == '.';
88 }
89 rec.param += TS_PTR;
90break;
91default: // 处理格式串中数字表⽰的宽度和精度 92if (*(pf - 1) == '.')
93 {
94 pf = GetControlNum(pf, &rec.precision);
95 flag = FALSE;
96 }
97else
98 {
99 pf = GetControlNum(pf, &rec.width);
100 flag = *(pf + 1) == '.';
101 }
102 }
103 }
104// 解析数据类型精度
105 flag = TRUE;
106while (flag)
107 {
108 pf ++;
109switch(*pf)
110 {
111case'L':
112 pe = TYPE_LLONG;
113break;
114case'l':
115if (pe < TYPE_LLONG)
116 pe ++;
117break;
118case'H':
119 pe = TYPE_CHAR;
120break;
121case'h':
122if (pe > TYPE_CHAR)
123 pe --;
124break;
125default:
126 flag = FALSE;
127 }
128 }
129// 解析数据类型，并格式化
130 c = *pf ++;
131switch (c)
132 {
133case's':
134 pb = FormatStrA(pb, &rec);
135break;
136case'c':
137 pb = FormatCharA(pb, &rec);
138break;
139case'd':
140case'i':
141case'u':
142 pb = FormatIntA(pb, &rec, c == 'u');
143break;
144case'f':
145 pb = FormatFloatFA(pb, &rec);
146break;
147case'e':
148case'E':
149 pb = FormatFloatEA(pb, &rec, c);
150break;
151case'g':
152case'G':
153 pb = FormatFloatGA(pb, &rec, c);
154break;
155case'x':
156if (rec.decimals)
157 rec.decimals = -1;
158case'X':
159 pb = FormatHexA(pb, &rec, c);
160break;
161case'o':
162 pb = FormatOctalA(pb, &rec);
163break;
164case'p':
165 pb = FormatPointerA(pb, &rec);
166break;
167case'n':
168 GetPosSizeA(pb, buffer, &rec);
169break;
170default: // 错误：拷贝format剩余字符，返回171// pf = psave + 1; // ? 也可处理为忽略后继续172// break; // ?
173 lstrcpyA(pb, psave);
173 lstrcpyA(pb, psave);
174return buffer;
175 }
176 }
177 va_end(paramList);
178 *pb = 0;
179return buffer;
180 }
sprintfA函数的主体部分就是⼀个简单的解释器，通过⼀个主循环，对字符串参数format逐字符的作如下解析：
1）如果不是数据格式前缀字符'%'，直接拷贝到输出缓冲区buffer；
2）如果'%'后接着⼀个'%'字符，则表⽰要输出后⾯这个'%'；
3）紧接着'%'后⾯的，应该是数据格式前导字符。共有4个前导字符：
1、'0'：前导零标志。如果数据被格式化后的长度⼩于规定的格式化宽度，则在被格式化后的数据前补0；
2、'-'：左对齐标记。
3、'+'：正数符号输出标记。正数在正常格式输出时，其符号是省略了的，'+'则表⽰要输出这个符号；
4、'#'：对浮点数，这是强制⼩数点（'.'）输出标记。⽆论这个数有没有⼩数部分，都必须输出这个⼩数位符号；对整数的⼗六进制输出，则是⼗六进制前缀（0x或者0X）输出标记。
前导字符不是必须的，也可有多个前导符同时出现在'%'后⾯，但'0'必须排在最后⼀个，其余顺序可任意。
4）解析数据输出宽度和精度。宽度是指数据输出时必须达到的字节数，如果格式化后的数据长度⼩于宽度，应⽤空格或者零补齐；精度则是数据要求格式化的长度，视数据类型不同⽽有所区别，如浮点数是指⼩数部分的长度，⽽其它数据则是指全部数据格式化长度，⼤于精度的数据是保留还是截断，⼩于精度是忽略还是补齐（零或空格），后⾯涉及具体数据类型时再说明。
宽度和精度⼀般以'.'为分隔符，左边是宽度，右边是精度，如果只有宽度则'.'可忽略。宽度和精度可⽤固定数字表⽰，如“10.6”，也可⽤可变形式“*.*”表⽰。可变形式的宽度和精度必须在sprintf的可变参数部分有其对应的整数实参。
宽度和精度部分也不是必须的。
5）分析数据类型精度字符。在C语⾔中，相同类型的基本数据可能有不同的精度，如整数有长短之分，浮点数有精度之分，⽽字符有ANSI和UNICODE之分等等。在sprintfA中，是靠分析类型精度字符来取得的。字符'l'和'h'分别表⽰长数据和短数据，在16位编译器环境下，⼀个'l'或'h'就够了，⽽32位及以上编译器中，随着数据精度的提⾼，必须靠多个类型精度字符才能表⽰完整，为此，也可⽤字符'L'和'H'分别表⽰数据类型的最⼤精度和最⼩精度。sprintfA的数据类型精度分析有较⾼的容错处理，你可以输⼊任意多个类型精度字符。
类型精度字符也不是必须的，缺省情况下，按⼀般类型精度处理。
6）解析数据类型字符。数据类型字符的作⽤有2个，⼀是确定将要输出的数据类型，如x是整型数，e是浮点数等；⼆是确定要输出的形式，x是以⼩写⼗六进制输出整型数，e则是以指数形式输出浮点数。
数据类型字符是必须的。数据类型字符解析完毕，各种信息写⼊FormatRec结构，接着就是具体的各种数据的格式化过程了，其代码将在后⾯给出。
7）错误处理。如果在'%'字符后，出现上述各种字符以外的字符，或者上述各种字符排列顺序错误，就需要进⾏错误处理。printf系列函数的错误处理在不同的编译器中的处理⽅式是不⼀样的，主要有2种处理⽅式：⼀是忽略本次数据分析，format指针退回到'%'之后，继续循环（'%'后的字符作⼀般字符处理）；⼆是不再作分析，直接将'%'后的所有字符输出到buffer后退出函数。本⽂sprintfA函数采⽤了后⼀种处理⽅式，前⼀种处理⽅式在函数主体中也能到，就是被注释了的语句。
如果没有错误，则回到1），继续下⼀数据分析。
未完待续......
声明：本⽂代码主要供学习使⽤，如作其它⽤途，出问题慨不负责。
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