字符串格式化

format!() 宏用于生成格式化的字符串, 它类似于 C 语言中的 printf() 以及 Python 中的 str.format() 函数.

let name = "Julia";
let greating = format!("Hello, {}", name);

如果是结构体的话, 使用 {:#?} 可以实现类似 "pretty printing" 的效果, 多行打印结构体信息:

let value = [1, 1, 2, 3, 5];
println!("value: {:#?}", value);

位置参数 Positional parameters

使用参数的位置索引, 比如 {0}, {1}, {2} 这种的. 如果省略了里面的位置标记, 那就会提供一个计数器, 从0开始计数.

看一个例子:

fn main() {
    let s = format!("{} {} {}", 1, 2, 3);
    assert_eq!(s, "1 2 3");

    // `{}` 从 0 开始计数
    let s = format!("{1} {} {2}", 1, 2, 3);
    assert_eq!(s, "2 1 3");

    let s = format!("{1} {2} {0}", 1, 2, 3);
    assert_eq!(s, "2 3 1");
}

具名参数 Named parameters

还支持类似于 python 中的那种格式化, 使用参数名称, 实现更灵活更易读的参数引用:

fn main() {
    println!("Jolia {age}", age = 25);

    let value = [1, 1, 2, 3, 5];
    println!("value: {value:?}");
}

格式化参数 Formatting parameters

宽度 Width

可以指定参数所占用的最小宽度 (最少字符数), 如果宽度不够, 可以使用空格或者指定的字符来填充.

指定参数占用的宽度值, 该值需要是 usize 类型, 比如 {name:width$}, 这里的 name 是要被 格式化的参数, 而 width 参数就指定了它占用的宽度, 注意 width 后面那个 $ 是作为后缀存在的.

fn main() {
    let expected = "Hello x    !";

    // 注意这里是直接指定宽度值 5
    let s = format!("Hello {:5}!", 'x');
    assert_eq!(s, expected);

    // 这里 `{:1$}` 引用了位置参数 1 的值, 作为字符串的宽度值
    let s = format!("Hello {0:1$}!", "x", 5);
    assert_eq!(s, expected);

    // 这里交换了被格式化的参数与位置参数的索引位置.
    let s = format!("Hello {1:0$}!", 5, 'x');
    assert_eq!(s, expected);

    // 使用了具名参数作为宽度值
    let s = format!("Hello {:width$}!", 'x', width = 5);
    assert_eq!(s, expected);

    let width: usize = 5;
    // 使用了具名参数作为宽度值
    let s = format!("Hello {:width$}!", 'x');
    assert_eq!(s, expected);
}

对齐方式与填充字符 Alignment and fill

在设定了字符串的宽度值时, 同时可以指定字符串的对齐方式以及多余空间要填充的字符.

字符串的对齐方式有三种:

• < 左对齐, 如果不指定对齐方式, 默认就是左对齐
• ^ 居中
• > 右对齐

字符串宽度与对齐方式的语法是 string:char<width, 可以这样解析:

• 左对齐, 也可以是右中对齐或者右对齐, 要注意的是这里并没有考虑有些语言中从右到左的布局方式 (R2L), 我们默认是L2R
• 字符串的宽度值是 width, 比如 5
• 空白处要填充的字符是 char, 比如 - 或者 .
• 如果指定了要填充的字符, 则必须同时指定对齐方式
• 如果没有指定对齐方式, 默认是左对齐
• 默认的填充字符是空格

看一些代码示例:

fn main() {
    let width: usize = 5;
    // 左对齐
    let s = format!("Hello {:<width$}!", 'x');
    assert_eq!(s, "Hello x    !");

    // 居中对齐
    let s = format!("Hello {:^width$}!", 'x');
    assert_eq!(s, "Hello   x  !");

    // 右对齐
    let s = format!("Hello {:>width$}!", 'x');
    assert_eq!(s, "Hello     x!");

    // 左对齐, 使用 `.` 填充
    let s = format!("Hello {:.<width$}!", 'x');
    assert_eq!(s, "Hello x....!");

    // 居中对齐, 使用 `-` 填充
    let s = format!("Hello {:-^width$}!", 'x');
    assert_eq!(s, "Hello --x--!");

    // 右对齐, 用 `0` 填充
    let s = format!("Hello {:0>5}", 'x');
    assert_eq!(s, "Hello 0000x");

    // 整数的十六进制形式, 右对齐, 字符串宽度值为8, 使用 `0` 填充空位
    let s = format!("Hello 0x{:0>8x}", 12345678);
    assert_eq!(s, "Hello 0x00bc614e");
}

数值的符号与填充

上面讲到的对齐与字符宽度等, 都是通用的格式化手段. 这里要介绍的是数值类型特有的格式化手段.

• +, 默认情况下, 只要负数才会被打印 - 符号, 而无符号数以及正数, 都会忽略掉符号位. 使用 + 可以强制打印数值的符号
• -, 目前不支持, 会被忽略掉
• 0, 使用 0 进行数值填充, 而且对齐方式被强制为左对齐
• # 表示要使用另外一种格式化形式:
  • ?, 使用 pretty-printing 形式调用 fmt::Debug trait, 会添加换行符和缩进
  • x, 使用小写的十六进制格式, 并且添加 0x 前缀
  • X, 使用大写的十六进制格式, 并且添加 0X 前缀
  • b, 使用小写的二进制格式, 并且添加 0b 前缀
  • o, 使用八进制格式, 并且添加 0o 前缀

看下面的示例代码:

fn main() {
    let x: i32 = 42;

    // 强制指定 `+` 符号
    let s = format!("Hello, {x:+}");
    assert_eq!(s, "Hello, +42");

    // 使用 `0` 作为填充字符, 需要指定字符串的宽度值
    let s = format!("Hello, {x:#04}");
    assert_eq!(s, "Hello, 0042");

    // 小写的十六进制
    let s = format!("Hello, {x:#x}");
    assert_eq!(s, "Hello, 0x2a");

    // 大写的十六进制
    let s = format!("Hello, {x:#X}");
    assert_eq!(s, "Hello, 0x2A");

    // 二进制
    let s = format!("Hello, {x:#b}");
    assert_eq!(s, "Hello, 0b101010");

    // 八进制
    let s = format!("Hello, {x:#o}");
    assert_eq!(s, "Hello, 0o52");
}

数值精度 Precision

常用格式化符号 Formatting Traits

println!("{formatting}", arg);, 这里的 formatting 就是本节要讨论的 Formatting traits, 标准库里定义了一些 traits, 用于修饰被格式化的参数, 以得到期望的形式.

在标准库中已经为很多基础数据类型实现了, 上表中列出来的 fmt 模块中的各个 traits.

下面的代码示例展示了如何使用格式化参数:

fn main() {
    let x = 42;

    println!("八进制: 0o{:o}", x);
    println!("十进制: {}", x);
    println!("小写的十六进制: 0x{:x}", x);
    println!("大写的十六进制: 0x{:X}", x);
    println!("二进制: 0b{:b}", x);
    println!("x 的地址: {:p}", &x);

    let x2 = 1234567890;
    println!("小写的科学计数法: {:e}", x2);
    println!("大写的科学计数法: {:E}", x2);

    let s = "Hello, Rust";
    println!("Display: {}", s);
    println!("Debug: {:?}", s.as_bytes());
}

相关的宏定义

标准库中定义了一系列与字符串格式化相关的宏, 它们分别是:

• format!
• write!
• writeln!
• print!
• println!
• eprint!
• eprintln!
• format_args!

format! 宏

TODO