std::format是C++20引入的类型安全、语法简洁的现代化字符串格式化工具,替代sprintf等旧方式,支持占位符、格式说明符及自定义类型特化,但编译器支持有限且运行时解析有性能开销。

std::format 是 C++20 引入的现代化字符串格式化工具,替代了传统的 sprintf、std::ostringstream 等易出错、低效或冗长的方式。它语法简洁、类型安全、支持本地化,并与 Python 的 str.format() 和 Rust 的 format! 风格相似。
基础用法:格式化基本类型
直接传入格式字符串和参数,返回 std::string:
-
std::format("Hello, {}!", "World")→"Hello, World!" -
std::format("Pi ≈ {:.2f}", 3.14159)→"Pi ≈ 3.14" -
std::format("Value: {:d}", 42)→"Value: 42"(:d显式指定十进制)
占位符与格式说明符
占位符为 {},可带索引({0}, {1})或命名(C++23 支持,C++20 暂不支持命名参数)。格式说明符写在冒号后,如 {:.3f}、{:8s}:
-
{:x}:十六进制(小写),std::format("{:x}", 255)→"ff" -
{:#x}:带前缀,→"0xff" -
{:05d}:宽度为 5,左补零,→"00042" -
{:>10}:右对齐,总宽 10,→" hello" -
{:^8}:居中,→" central "
格式化自定义类型
需为类型特化 std::formatter 模板。例如格式化一个 Point 结构体:
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struct Point { int x, y; };
template<> struct std::formatter : std::formatter {
auto format(Point p, format_context& ctx) const {
return fmt::format_to(ctx.out(), "({},{})", p.x, p.y);
}
};
⚠️ 注意:标准库目前(GCC 13/Clang 16+)对 std::formatter 特化的支持仍在完善中;实践中更推荐使用 fmt 库(std::format 的参考实现),它稳定、高效且兼容性更好。启用 C++20 后,#include 即可使用,但需确认编译器支持(GCC ≥ 13,Clang ≥ 15,MSVC ≥ 19.30)。
性能与注意事项
std::format 默认进行运行时解析格式串,有一定开销;C++23 引入 std::make_format_args 和编译期检查(如 std::format_string 概念)来优化。当前建议:
- 避免在性能敏感循环中频繁调用
std::format - 调试阶段可用,生产环境若需极致性能,可考虑预编译格式(借助 fmt 的
fmt::compile)或手动拼接 - 暂不支持中文本地化(
std::locale相关功能尚未完全集成),数字分组、货币符号等需自行处理











