格式化输出

此笔记记录于Rust Course，大多数为其中的摘要，少数为笔者自己的理解

println!("Hello");                 // => "Hello"
println!("Hello, {}!", "world");   // => "Hello, world!"
println!("The number is {}", 1);   // => "The number is 1"
println!("{:?}", (3, 4));          // => "(3, 4)"
println!("{value}", value=4);      // => "4"
println!("{} {}", 1, 2);           // => "1 2"
println!("{:04}", 42);             // => "0042" with leading zeros

print!，println!，format!

• print! 将格式化文本输出到标准输出，不带换行符
• println! 同上，但是在行的末尾添加换行符
• format! 将格式化文本输出到 String 字符串

fn main() {
    let s = "hello";
    println!("{}, world", s);
    let s1 = format!("{}, world", s);
    print!("{}", s1);
    print!("{}\n", "!");
}

eprint!，eprintln!

除了三大金刚外，还有两大护法，使用方式跟 print!，println! 很像，但是它们输出到标准错误输出：

eprintln!("Error: Could not complete task")

它们仅应该被用于输出错误信息和进度信息，其它场景都应该使用 print! 系列

{}

统一用 {} 来替代即可，剩下的类型推导等细节只要交给 Rust 去做。

与 {} 类似，{:?} 也是占位符：

• {} 适用于实现了 std::fmt::Display 特征的类型，用来以更优雅、更友好的方式格式化文本，例如展示给用户
• {:?} 适用于实现了 std::fmt::Debug 特征的类型，用于调试场景

Debug 特征

#[derive(Debug)]
struct Person {
    name: String,
    age: u8
}

fn main() {
    let i = 3.1415926;
    let s = String::from("hello");
    let v = vec![1, 2, 3];
    let p = Person{name: "sunface".to_string(), age: 18};
    println!("{:?}, {:?}, {:?}, {:?}", i, s, v, p);
}

对于数值、字符串、数组，可以直接使用 {:?} 进行输出，但是对于结构体，需要派生Debug特征后，才能进行输出，总之很简单。

Display 特征

与大部分类型实现了 Debug 不同，实现了 Display 特征的 Rust 类型并没有那么多，往往需要我们自定义想要的格式化方式：

let i = 3.1415926;
let s = String::from("hello");
let v = vec![1, 2, 3];
let p = Person {
    name: "sunface".to_string(),
    age: 18,
};
println!("{}, {}, {}, {}", i, s, v, p);

运行后可以看到 v 和 p 都无法通过编译，因为没有实现 Display 特征，但是你又不能像派生 Debug 一般派生 Display，只能另寻他法：

• 使用 {:?} 或 {:#?}
• 为自定义类型实现 Display 特征
• 使用 newtype 为外部类型实现 Display 特征

下面来一一看看这三种方式。

{:#?} 与 {:?} 几乎一样，唯一的区别在于它能更优美地输出内容：

// {:?}
[1, 2, 3], Person { name: "sunface", age: 18 }

// {:#?}
[
    1,
    2,
    3,
], Person {
    name: "sunface",
}

因此对于 Display 不支持的类型，可以考虑使用 {:#?} 进行格式化，虽然理论上它更适合进行调试输出。

为自定义类型实现 Display 特征

struct Person {
    name: String,
    age: u8,
}

use std::fmt;
impl fmt::Display for Person {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        write!(
            f,
            "大佬在上，请受我一拜，小弟姓名{}，年芳{}，家里无田又无车，生活苦哈哈",
            self.name, self.age
        )
    }
}
fn main() {
    let p = Person {
        name: "sunface".to_string(),
        age: 18,
    };
    println!("{}", p);
}

为外部类型实现 Display 特征

在 Rust 中，无法直接为外部类型实现外部特征，但是可以使用newtype解决此问题：

struct Array(Vec<i32>);

use std::fmt;
impl fmt::Display for Array {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        write!(f, "数组是：{:?}", self.0)
    }
}
fn main() {
    let arr = Array(vec![1, 2, 3]);
    println!("{}", arr);
}

Array 就是我们的 newtype，它将想要格式化输出的 Vec 包裹在内，最后只要为 Array 实现 Display 特征，即可进行格式化输出

位置参数

fn main() {
    println!("{}{}", 1, 2); // =>"12"
    println!("{1}{0}", 1, 2); // =>"21"
    // => Alice, this is Bob. Bob, this is Alice
    println!("{0}, this is {1}. {1}, this is {0}", "Alice", "Bob");
    println!("{1}{}{0}{}", 1, 2); // => 2112
}

具名参数

fn main() {
    println!("{argument}", argument = "test"); // => "test"
    println!("{name} {}", 1, name = 2); // => "2 1"
    println!("{a} {c} {b}", a = "a", b = 'b', c = 3); // => "a 3 b"
}

需要注意的是：带名称的参数必须放在不带名称参数的后面

格式化参数

输出小数点后两位

fn main() {
    let v = 3.1415926;
    // Display => 3.14
    println!("{:.2}", v);
    // Debug => 3.14
    println!("{:.2?}", v);
}

宽度

1）字符串填充

fn main() {
    //-----------------------------------
    // 以下全部输出 "Hello x    !"
    // 为"x"后面填充空格，补齐宽度 5
    println!("Hello {:5}!", "x");
    // 使用参数 5 来指定宽度
    println!("Hello {:1$}!", "x", 5);
    // 使用 x 作为占位符输出内容，同时使用 5 作为宽度
    println!("Hello {1:0$}!", 5, "x");
    // 使用有名称的参数作为宽度
    println!("Hello {:width$}!", "x", width = 5);
    //-----------------------------------

    // 使用参数 5 为参数 x 指定宽度，同时在结尾输出参数 5 => Hello x    !5
    println!("Hello {:1$}!{}", "x", 5);
}

2）数字填充：符号和 0

fn main() {
    // 宽度是 5 => Hello     5!
    println!("Hello {:5}!", 5);
    // 显式的输出正号 => Hello +5!
    println!("Hello {:+}!", 5);
    // 宽度 5，使用 0 进行填充 => Hello 00005!
    println!("Hello {:05}!", 5);
    // 负号也要占用一位宽度 => Hello -0005!
    println!("Hello {:05}!", -5);
}

对齐

fn main() {
    // 以下全部都会补齐 5 个字符的长度
    // 左对齐 => Hello x    !
    println!("Hello {:<5}!", "x");
    // 右对齐 => Hello     x!
    println!("Hello {:>5}!", "x");
    // 居中对齐 => Hello   x  !
    println!("Hello {:^5}!", "x");

    // 对齐并使用指定符号填充 => Hello x&&&&!
    // 指定符号填充的前提条件是必须有对齐字符
    println!("Hello {:&<5}!", "x");
}

精度

fn main() {
    let v = 3.1415926;
    // 保留小数点后两位 => 3.14
    println!("{:.2}", v);
    // 带符号保留小数点后两位 => +3.14
    println!("{:+.2}", v);
    // 不带小数 => 3
    println!("{:.0}", v);
    // 通过参数来设定精度 => 3.1416，相当于{:.4}
    println!("{:.1$}", v, 4);

    let s = "hi 我是 Sunface 孙飞";
    // 保留字符串前三个字符 => hi 我
    println!("{:.3}", s);
    // {:.*}接收两个参数，第一个是精度，第二个是被格式化的值 => Hello abc!
    println!("Hello {:.*}!", 3, "abcdefg");
}

进制

fn main() {
    // 二进制 => 0b11011!
    println!("{:#b}!", 27);
    // 八进制 => 0o33!
    println!("{:#o}!", 27);
    // 十进制 => 27!
    println!("{}!", 27);
    // 小写十六进制 => 0x1b!
    println!("{:#x}!", 27);
    // 大写十六进制 => 0x1B!
    println!("{:#X}!", 27);

    // 不带前缀的十六进制 => 1b!
    println!("{:x}!", 27);

    // 使用 0 填充二进制，宽度为 10 => 0b00011011!
    println!("{:#010b}!", 27);
}

• #b, 二进制
• #o, 八进制
• #x, 小写十六进制
• #X, 大写十六进制
• x, 不带前缀的小写十六进制

指数

fn main() {
    println!("{:2e}", 1000000000); // => 1e9
    println!("{:2E}", 1000000000); // => 1E9
}

指针地址

let v= vec![1, 2, 3];
println!("{:p}", v.as_ptr()) // => 0x600002324050

转义

fn main() {
    // "{{" 转义为 '{'   "}}" 转义为 '}'   "\"" 转义为 '"'
    // => Hello "{World}" 
    println!(" Hello \"{{World}}\" ");

    // 下面代码会报错，因为占位符{}只有一个右括号}，左括号被转义成字符串的内容
    // println!(" {{ Hello } ");
    // 也不可使用 '\' 来转义 "{}"
    // println!(" \{ Hello \} ")
}

在格式化字符串时捕获环境中的值

rust 1.58 新增

fn get_person() -> String {
    String::from("sunface")
}
fn main() {
    let person = get_person();
    println!("Hello, {person}!");
}