vfprintf函數詳解

一、vfprintf函數

vfprintf函數是C語言中的一個標準庫函數，它的作用是按照指定的格式將可變數量的參數輸出到指定的文件流中。vfprintf與printf函數類似，但是可以讓開發者將輸出指定到一個文件流中去，而不僅僅是輸出到標準輸出設備上。

以下是vfprintf函數的定義：

int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va_list ap);

其中，stream參數表示輸出的文件流，format參數表示格式字符串，ap參數表示可變參數列表。

二、vfprintf區別

相比於printf函數，vfprintf函數主要區別在於輸出的方式。printf函數將輸出內容輸出到標準輸出設備上，而vfprintf函數可以將輸出內容輸出到任意指定的文件流上。因此，開發者在需要將輸出內容保存到文件中時，就需要使用vfprintf函數了。

三、vfprintf用法

使用vfprintf函數的前提是要打開一個文件流，通過fopen函數可以打開一個文件，並返回一個文件流指針。對於vfprintf函數，我們只需要將文件流指針傳遞到函數中，並依次傳遞要輸出的內容即可。

下面是一個使用vfprintf函數輸出到文本文件的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    FILE* fp;
    char str[] = "Hello, World!";
    
    fp = fopen("output.txt", "w+");
    if (fp == NULL) {
        printf("Failed to open file.\n");
        exit(1);
    }
    
    vfprintf(fp, "%s\n", str);
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

在上面的示例代碼中，我們先使用fopen函數打開一個名為output.txt的文件，並以寫入的方式打開。然後，我們將文件流指針fp傳遞給vfprintf函數，在格式字符串中使用%s佔位符輸出字符串str，最後關閉文件流。

四、vfprintf函數的用法

vfprintf的用法與printf函數類似，可以使用各種轉換說明符和標誌。以下是一些常用的轉換說明符和標誌：

• %d：以十進制形式輸出整數。
• %f：以浮點數形式輸出實數。
• %c：輸出單個字符。
• %s：輸出字符串。
• %p：輸出指針地址。
• %x：以十六進制形式輸出整數。
• %u：以十進制形式輸出無符號整數。
• %-：左對齊。
• %#：使用“0x”或“0X”前綴。
• %0：用0填充。
• %.N：保留N位小數。
• %%：輸出百分號%。

下面是一個使用常用的轉換說明符和標誌的示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10;
    float b = 3.1415;
    char c = 'A';
    char str[] = "Hello, World!";
    
    printf("%d\n", a);
    printf("%f\n", b);
    printf("%c\n", c);
    printf("%s\n", str);
    printf("%p\n", &a);
    printf("%x\n", a);
    printf("%u\n", a);
    printf("%-10d\n", a);
    printf("%#x\n", a);
    printf("%09d\n", a);
    printf("%.2f\n", b);
    printf("%%\n");
    
    return 0;
}

五、vfprintf源碼

vfprintf函數的源碼與fprintf函數的源碼類似，只是參數列表由具體的參數替換為可變參數：

int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va_list ap)
{
    int rc;
    static FILE f;
    _fwalk(_fwrite_lk);
    f._flag = _IOWRT + _IOSTRG;
    f._ptr = f._base = (char *)format;
    f._cnt = strlen(format);
    rc = _doprnt_lk(stream, format, ap, &f);
    f._cnt = 0;
    *f._ptr = '\0';
    return rc;
}

六、vfprintf性能

由於vfprintf函數是一個較為底層的函數，它的性能比較高。相比於printf函數，vfprintf函數的開銷主要在於輸出到文件上的時間，而不是函數本身的執行時間。因此，為了提高性能，我們可以考慮將多個輸出一起寫入文件中。

七、vfprintf段錯誤

在使用vfprintf函數時，如果使用了錯誤的格式字符串或參數，就可能會引發內存訪問錯誤，即所謂的段錯誤。在遇到段錯誤時，程序會崩潰，並且不會提示任何錯誤消息。因此，開發者需要謹慎使用vfprintf函數，確保傳入的參數正確無誤。

以下是一個引發段錯誤的示例代碼：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE* fp;
    char str[] = "Hello, World!";
    
    fp = fopen("output.txt", "w+");
    if (fp == NULL) {
        printf("Failed to open file.\n");
        return 1;
    }
    
    vfprintf(fp, "%p\n", str);
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

在上面的示例代碼中，我們使用了%p格式字符串輸出一個字符串的地址，由於%p要求的參數是一個指針，而我們卻傳入了一個字符數組，因此會引發段錯誤。

八、vfprintf出core

在使用vfprintf函數時，如果輸出的文件流不可寫或已關閉，就可能會出現core文件。出現core文件通常是因為程序執行了一個未被捕獲的信號，導致程序意外中斷。

以下是一個引發出core的示例代碼：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE* fp;
    char str[] = "Hello, World!";
    
    fp = fopen("no_exist.txt", "w+");
    if (fp == NULL) {
        printf("Failed to open file.\n");
        return 1;
    }
    
    vfprintf(fp, "%s\n", str);
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

在上面的示例代碼中，我們試圖打開一個不存在的文件，並向該文件流輸出字符串。由於文件不存在，打開操作將失敗，此時vfprintf函數的輸出將會出現異常，從而引發出core文件。

九、vfprintf和fprintf

在C語言中，fprintf函數和vfprintf函數都可以將可變數量的參數輸出到一個文件指針指向的文件流中。然而，它們的參數列表不同，vfprintf函數可以接受一個可變參數的列表，而fprintf函數則需要明確指定每一個參數。

以下是一個使用fprintf函數輸出到文本文件的示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE* fp;
    char str[] = "Hello, World!";
    
    fp = fopen("output.txt", "w+");
    if (fp == NULL) {
        printf("Failed to open file.\n");
        return 1;
    }
    
    fprintf(fp, "%s\n", str);
    fclose(fp);
    
    return 0;
}

在上面的示例代碼中，我們使用fprintf函數輸出字符串到文本文件中。與vfprintf函數不同的是，fprintf函數需要直接傳遞輸出項的參數，而不是使用可變參數列表。