*2.4 C 語言的格式化輸出函數 printf( )

為什麼需要「格式化」輸出？

在掌握了基本輸入、輸出之後，我們已經具備「將資料讀進電腦」，「將處理後資料送回外界」的能力，接下來重點就是中間的「處理」，也就是運算的部分。想像一下，如果你的程式計算出圓周率是 3.1415926，但你只想在螢幕上顯示 3.14；或者你希望輸出的成績單欄位能夠像表格一樣文字靠左對齊，數值靠右對齊。

首先我們要認識兩個名詞：這些都無法單純地將變數丟出來就辦到，我們需要「告訴」printf 應該用什麼「格式」來呈現資料，這就是格式化輸出的精髓。

標頭檔

要使用 printf，請務必在程式開頭引用標頭檔：

#include <cstdio>

cstdio 是指 C語言的標準輸入輸出(c standard input output)。

printf 語法與核心：「格式化字串」

printf 的語法結構如下：

printf("格式化字串", 變數1, 變數2, ...);

它的靈魂就在於第一個參數——格式化字串。這個字串由兩種內容組成：

一般文字：會被原封不動地輸出到螢幕上。 格式指定符 (Format Specifier)：以 % 符號開頭，作為一個「佔位符」，它會被後面依序對應的變數值給取代。

這是最基本也最常用的幾種，我們先從它們開始。

指定符 對應資料類型 說明 Text Text Text %d int(整數) 以十進位形式輸出整數。 %f float, double (浮點數) 輸出浮點數 (小數)。 %c char (字元) 輸出單一字元。 %s 字串 (char 陣列) 輸出一整個字串。 %% 無 若你想顯示一個 % 符號，需使用 %%。

範例 1：基本應用

#include <cstdio>

int main() {
    int student_id = 101;
    float score = 85.5;
    char level = 'B';
    printf("學生學號：%d, 分數：%.1f, 等級：%c\n", student_id, score, level);
    // %.1f 的意思是浮點數只顯示到小數點後第一位
    return 0;
}

執行結果：

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格式化字串的各種變化與應用

接下來是今天的重頭戲。我們可以對 % 加上一些「修飾」，來精準控制輸出的樣式。

1. 控制輸出寬度 (Field Width)

我們可以指定一個數字來表示該欄位最少要佔用的寬度。如果實際內容比指定的寬度窄，預設會在左邊用空白補滿（也就是靠右對齊）。

語法：%[寬度]d、%[寬度]f ...

範例 2：讓數字整齊排列

#include <cstdio>

int main() {
    int num1 = 123;
    int num2 = 45;
    int num3 = 6789;

    printf("原始輸出：\n");
    printf("%d\n", num1);
    printf("%d\n", num2);
    printf("%d\n", num3);

    printf("\n指定寬度為 5 輸出 (靠右對齊)：\n");
    printf("%5d\n", num1); // 在 123 左邊補 2 個空白
    printf("%5d\n", num2); // 在 45 左邊補 3 個空白
    printf("%5d\n", num3); // 寬度不足 5，但數字不會被切斷，會完整顯示
    return 0;
}

執行結果：

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2. 控制對齊方式 (Alignment)

如果我們想靠左對齊，只要在寬度數字前加上一個負號 - 即可。

語法：%-[寬度]d、%-[寬度]s ...

範例 3：文字的靠左與靠右

#include <cstdio>

int main() {
    char product1[] = "Apple";
    char product2[] = "Banana";

    printf("--- 商品清單 (寬度 10) ---\n");
    printf("靠右對齊: |%10s|\n", product1);
    printf("靠左對齊: |%-10s|\n", product2);
    printf("--------------------------\n");
    return 0;
}

執行結果：

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對於浮點數 (%f)，我們可以用 .數字 來指定要顯示到小數點後幾位。注意：系統會自動進行四捨五入。

語法：%.[位數]f

範例 4：計算圓面積並控制精度

#include <cstdio>

int main() {
    double pi = 3.1415926535;

    printf("原始數值：%f\n", pi);
    printf("顯示到小數點後 2 位：%.2f\n", pi); // 輸出 3.14
    printf("顯示到小數點後 4 位：%.4f\n", pi); // 輸出 3.1416 (注意看，有四捨五入！)
    printf("不顯示小數：%.0f\n", pi);          // 輸出 3
    return 0;
}

執行結果：

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我們也可以將寬度和精度結合起來，創造出更完美的排版。

語法：%[總寬度].[小數位數]f

範例 5：顯示商品價格

#include <cstdio>

int main() {
    float price1 = 5.99;
    float price2 = 123.5;

    // 總寬度為 8，小數點後 2 位
    printf("價格清單 (總寬度 8)：\n");
    printf("|%8.2f|\n", price1);
    printf("|%8.2f|\n", price2);
    return 0;
}

執行結果：

解說：

總共佔 8 個字元寬，並且小數點後面固定顯示 2 位，不足的會補 0。

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3. 補零 (Zero Padding)

如果希望在靠右對齊時，不是補空白而是補 0，只要在寬度數字前加上 0 即可。這常用於學號、時間等場合。

語法：%0[寬度]d

範例 6：顯示學號

#include <cstdio>

int main() {
    int id1 = 7;
    int id2 = 123;
    printf("三年一班 座號列表：\n");
    printf("補空白：%3d\n", id1);
    printf("補零：%03d\n", id1); // 寬度 3，不足處補 0
    printf("補零：%03d\n", id2);
    return 0;
}

執行結果：

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總結與速查表

以下表格提供同學們需要時查詢使用：

分類 語法 說明與範例 基礎類型 %d 輸出十進位整數 (int)。 printf("%d", 100); → 100 %f 輸出浮點數 (float, double)。 printf("%f", 12.34); → 12.340000 %c 輸出單一字元 (char)。 printf("%c", 'A'); → A %s 輸出字串 (char 陣列)。 printf("%s", "Hi"); → Hi %% 輸出 % 符號本身。 printf("100%%"); → 100% 寬度控制 %[n]d 輸出寬度至少為 n 的整數，靠右對齊。printf("%4d",12); → 12 %- [n]d 輸出寬度至少為 n 的整數，靠左對齊。printf("%-4d",12); → 12 精度控制 %.[n]f 輸出浮點數，顯示到小數點後 n 位。printf("%.2f", 3.14159); → 3.14 組合使用 %[w].[p]f 總寬度為 w，小數點精度為 p。 printf("%6.2f", 3.14159); → 3.14 特殊旗標 %0[n]d 輸出寬度為 n 的整數，不足處在左邊補 0。 printf("%04d", 55); → 0055

這些符號放在字串中會有特殊功能。

序列 名稱 功能 \n 換行符 將游標移至下一行的開頭。 \t 定位符 (Tab) 將游標移至下一個定位點，常用於對齊欄位。 \ 反斜線 顯示一個 \ 符號。 " 雙引號 在字串中顯示一個 " 符號。

練習題作業

請同學動手實作，加深對 printf 格式化的理解。

練習題 1：我的個人檔案

• 運算元(operands)目標： 練習 %s, %d, %.1f 的基本使用。
• 運算子(operator)說明： 請宣告變數來儲存姓名、年齡、身高(公尺)，並依照以下格式輸出。

輸出範例：

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練習題 2：商品價目表

目標： 練習使用寬度、對齊與小數點精度，製作對齊的表格。 說明： 有三樣商品及其價格如下：

"Milk": 65.5 元 "Bread": 42 元 "Juice": 51.25 元

以請使用 2+3printf 為例，格式化功能，輸出如下對齊的價目表。商品名稱欄位寬度為 10 且靠左對齊，價格欄位總寬度為 8 且顯示到小數點後 2 和 3 都是運算元，+ 是運算子。位。

我們可以把運算子想成是「運算符號」，運算元則是「運算的對象」。輸出範例：

指定(assign)運算子

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練習練習題 3：數位時鐘

目標：練習使用補零 0 的技巧。 說明：請宣告三個整數變數 h, m, s 分別代表時、分、秒，並賦值 (例如 h=8, m=5, s=30)。請使用 printf 輸出 HH:MM:SS 的格式，也就是不足兩位數時要補零。

以下這段程式執行後，a 和 b 的值各為何？輸出範例：

int