《C Programming Language》第二版书中printf的最小实现详细解析

详细解析 `minprintf` 的最小实现

Link: https://www.amazon.com/Programming-Language-2nd-Brian-Kernighan/dp/0131103628
翻看这本书，找寻printf的实现，书中给出一个最小实现，下面解析之。
在这里插入图片描述

这是C语言之父写的书

丹尼斯·麦卡利斯泰尔·里奇（英语：Dennis MacAlistair Ritchie，1941年9月9日—2011年10月12日），美国计算机科学家。黑客圈子通常称他为“dmr”[4]。他是C语言的创造者、Unix操作系统的关键开发者[5][6][7][8]，对计算机领域产生了深远影响，并与肯·汤普逊同为1983年图灵奖得主。https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%B9%E5%B0%BC%E6%96%AF%C2%B7%E9%87%8C%E5%A5%87

代码展示了一个简化版的 printf 函数实现，名为 minprintf，能够处理有限的格式化输出功能，包括整数 (%d)、浮点数 (%f) 和字符串 (%s)。以下是对代码的逐步解析，并特别关注 *++p 的语法。

代码核心功能

void minprintf(char *fmt, ...) {va_list ap; char *p, *sval;int ival;double dval;va_start(ap, fmt); // 初始化可变参数列表for (p = fmt; *p; p++) { // 遍历格式化字符串if (*p != '%') { // 如果不是格式说明符，直接输出字符putchar(*p);continue;}switch (*++p) { // 获取格式说明符case 'd':ival = va_arg(ap, int); // 提取 int 参数printf("%d", ival);break;case 'f':dval = va_arg(ap, double); // 提取 double 参数printf("%f", dval);break;case 's':for (sval = va_arg(ap, char *); *sval; sval++) // 输出字符串putchar(*sval);break;default:putchar(*p); // 如果不是已知格式说明符，直接输出break;}}va_end(ap); // 清理可变参数
}

重点语法解析：`*++p`

在代码中，*++p 是一个关键的语法结构，其作用是：

++p：将指针 p 向前移动一个字符，指向下一个位置。
*++p：解引用新位置的字符，即获取格式说明符。

完整流程：

如果当前字符为 '%'，通过 ++p 跳过 '%'，检查其后面的格式说明符（如 'd'、'f'、's' 等）。
解引用 *++p 获取格式说明符，用于 switch 语句处理。

示例与分析

假设有如下调用：

minprintf("Value: %d, Name: %s, Score: %f\n", 42, "Alice", 95.5);

1. 处理流程

p = "Value: %d, Name: %s, Score: %f\n"（fmt 的内容）
遍历字符串，遇到普通字符（如 'V'、'a' 等）时，直接输出。
遇到 '%' 时，调用 *++p 获取后续格式说明符并处理。

2. *++p 语法的作用

当 p 指向 '%' 时：
- ++p 将指针移动到下一位置，即 'd'。
- *++p 解引用，返回 'd'，交由 switch 处理。
以此类推，后续会分别处理 '%s' 和 '%f'。

3. 每一步指针状态

起始：p 指向 V，输出 V，指针移动。
遇到 %：调用 *++p，跳过 %，获取下一个字符 'd'。
解析 d 后输出 42，继续处理后续字符。

示例输出分析

对于上述代码调用：

minprintf("Value: %d, Name: %s, Score: %f\n", 42, "Alice", 95.5);

步骤：

输出普通字符：Value: 。
遇到 %d：
- *++p 解引用，获取 d。
- 提取整数 42，格式化输出为 42。
输出普通字符：, Name: 。
遇到 %s：
- *++p 解引用，获取 s。
- 提取字符串 "Alice"，逐字符输出为 Alice。
输出普通字符：, Score: 。
遇到 %f：
- *++p 解引用，获取 f。
- 提取浮点数 95.5，格式化输出为 95.500000（默认 6 位小数）。
输出换行符 \n。

最终输出：

Value: 42, Name: Alice, Score: 95.500000

总结

*++p 的作用：
- ++p 移动指针到下一字符。
- *++p 解引用获取当前字符，用于格式说明符处理。
代码实现思路：
- 遍历格式化字符串，按字符解析。
- 对于普通字符，直接输出。
- 遇到 % 时，通过 *++p 获取说明符，并提取参数处理。
关键点：
- va_list 的使用使得 minprintf 能够处理可变参数。
- *++p 高效实现格式说明符解析，是简化实现的核心。