嵌入式开发打印，我放弃了printf

最新推荐文章于 2024-07-13 23:58:37 发布

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对于printf，相信不用我过多介绍，大家在初学C语言时用得最多的信息输出接口函数应该就是printf了。对于玩MCU、Linux等嵌入式的朋友，基本上都会用其进行串口日志打印。

printf是将字符串到标准输出stdout,比如标准输出是屏幕、串口终端等等，由于用户需求不一样都会进行输出的重定向，从而打印信息到想要的输出设备上。

而今天的主角sprintf是字符串格式化命令，与printf相比我觉得其更多的是一个转换函数，类似于大写转化为小写。sprintf可以按照用户定义的格式转为对应的字符串并填充到缓冲buff中。

所以，printf其实相当于“sprintf+把字符串输出到标准输出”，有些平台printf函数其实就是这两种的封装。因此printf的重定向就可以认为仅仅只是改变了标准的输出接口。

不知曾几何时，接触到了sprintf以后，在实际的项目中就很少再去使用printf，因为sprintf的强大完全可以替代printf，并且在有些应用中显得非常灵活。

首先，我们了解一下sprintf。

Fuction :int sprintf(char \*string, char \*format [,argument,...]);

Param1 : 最终格式化字符串所存储的buff。

Param****2 : 可变参数，类似于printf中的”%d”格式。

return : 最终打印到字符缓冲区中的字符数目，结束字符‘\0’不计入内。

#include <stdio.h>

char strBuff[40] ={'\n'};

/********************************************
 * Fuction : UartString
 * Descri  : 进行sprintfDemo演示 
 * Author  : bug菌 
 *******************************************/ 
void UartString(char * strBuff) 
{   //模拟串口输出 
 printf("%s\r\n",strBuff);
}

/********************************************
 * Fuction : main
 * Descri  : 进行sprintfDemo演示 
 * Author  : bug菌 
 *******************************************/ 
int main(void)
{
 int strIndex = 0;
  
 //打印整形 
 sprintf(strBuff,"bugNum = %d",1000);
 UartString(strBuff); 
 
 //打印浮点 
 sprintf(strBuff,"PI = %.4f",3.1415926);
 UartString(strBuff); 
 
 //打印地址
 sprintf(strBuff,"address = %p",&strIndex);
 UartString(strBuff); 
 
 //字符串拼接
 strIndex = sprintf(strBuff,"PI = %.4f",3.1415926);
  strIndex = sprintf(strBuff+strIndex,"926");
 UartString(strBuff); 
 
  //简单输出
  strIndex = sprintf(strBuff,"欢迎大家关注公众号:最后一个bug");
  UartString(strBuff); 
  return 0;
}

从上面的演示了解到printf与sprintf仅仅只是其前面增加了一个buff缓冲，其可变参数格式部分用法与printf几乎相同。而且通过利用sprintf返回值还可以方便、灵活的进行多个字符串的拼接，相比strcat进行两个字符串拼接确实要方便多了。

（1）buff溢出sprintf最大的问题是容易缓存区溢出，一旦可变部分所拼接的字符串长度超过buff的大小，便会造成数据溢出，从而危及程序运行。特别是在进行浮点操作的时候尤为要注意，比如把上面的Demo浮点数打印不进行格式处理。

 //打印浮点 
 //sprintf(strBuff,"PI = %.4f",3.14);
 sprintf(strBuff,"PI = %f",3.14);
 UartString(strBuff);

相比预期的输出3.14 后面增加了0000，如果strbuff定义的过小就会导致数据溢出。

（2）snprintf

由于使用sprintf开发者容易导致缓冲区溢出，然而这样的bug有时候隐藏得比较深，导致难以排查，所以就有了一个安全性稍微高一点的snprintf函数，该函数在sprintf函数的基础上增加了一个缓冲区长度的参数，通过该参数函数内部用来避免sprintf()存在的溢出风险。

Fuction :int snprintf(char \*str, size_t size, const char \*format, ...);Param1 : 最终格式化字符串所存储的buff。Param2 : buff缓存区的长度。**Param**3 : 可变参数，类似于printf中的”%d”格式。return : 若成功则返回预写入的字符串长度，若出错则返回负数。

#include <stdio.h>

#define BUFF_SIZE 11
char strBuff[BUFF_SIZE] ={'\n'};

/********************************************
 * Fuction : UartString
 * Descri  : 进行sprintfDemo演示 
 * Author  : bug菌 
 *******************************************/ 
void UartString(char * strBuff) 
{   //模拟串口输出 
 printf("%s\r\n",strBuff);
}

/********************************************
 * Fuction : main
 * Descri  : 进行snprintfDemo演示 
 * Author  : bug菌 
 *******************************************/ 
int main(void)
{
 int strIndex = 0;
  
    //打印浮点 
 printf("return :%d\n",snprintf(strBuff,BUFF_SIZE,"PI = %f\r\n",3.14)) ;
 UartString(strBuff); 
 
 return 0;
}

需要注意一点，snprintf返回的是预写字符串长度，而非最终写入到strbuff中的字符个数。当然，当缓存区足够的时候预写长度=最终写入到strbuff中的字符串长度。

一个功能全面的printf、sprintf、snprintf等等都会有较大的代码量，同样标准C库的也是一样的，对于一些资源比较紧张的MCU等可能一个标准函数就占用了一大半的Flash等ROM区，一个库函数实现比主体代码还耗资源，这样在嵌入式中是不应该的。然而，对于这些printf函数，其实我们并不需要其全部的功能，可能只需要个打印整形、浮点等数据即可满足需求。至于其他格式的代码实现，完全可以去除，从而可以大大缩减其占用的ROM资源，所以就有了精简版的snprintf。对于snprintf，可以在标准库源码上进行相关功能的删减即可，由于篇幅有限，这里就不过多介绍了，网络上资源也是一大把，感兴趣的朋友可以自行搜索一下。

好了，今天的知识就跟大家分享到这里，sprintf还有很多巧妙的格式等你去挖掘，相信这是一段美妙的学习之旅！