std::print 和 std::println

一、基本概念

std::print 和 std::println 是 C++23 新增的格式化输出函数，旨在替代传统的 std::cout 链式调用。它们基于 std::format 实现，支持类型安全的格式化字符串，语法更简洁，性能更优15。

• 功能特点：

  • 直接输出到 stdout（默认）或指定的流。

  • std::println 自动在输出末尾添加换行符。

  • 支持与 std::format 相同的格式化语法（如 {} 占位符）。

二、核心特性

1. 格式化输出

std::print 使用 std::format 的规则进行格式化，支持类型推断和复杂格式控制：

 

#include <print>int main() 
{std::print("整数: {}, 浮点数: {:.2f}, 字符串: {}", 42, 3.14159, "Hello");// 输出：整数: 42, 浮点数: 3.14, 字符串: Hello
}

2. 自动刷新行为

• 不显式刷新流：默认情况下，std::print 和 std::println 不会像 std::endl 那样强制刷新输出流。刷新行为取决于底层流的缓冲策略（例如，交互式终端可能按行刷新）1。

• 手动刷新：若需强制刷新，仍需使用 std::flush 或 std::fflush(stdout)1。

3. 线程安全性

• 原子性保证：每个 std::print 调用会将格式化后的字符串原子性地写入流，避免多线程下的文本交错问题。

• 多调用需同步：若连续调用多个 std::print，仍需手动同步（如使用互斥锁）以确保输出顺序。

4. 与 std::cout 的区别

特性	std::print/std::println	std::cout
语法简洁性	支持直接格式化字符串	需链式调用 <<
性能	更高（减少多次流操作）	较低
换行处理	std::println 自动换行	需手动添加 \n 或 endl
输出目标	默认 stdout	默认 std::cout

这对cout 来说绝对是暴击，std::print 的易用性和性能简直完爆它。其语法就是Formatting Library
的格式化语法，可参考Using C++20 Formatting Library1。性能对比：

结果显示，printf 与print 几乎要比cout 快三倍，print 默认会打印到stdout。当打印到cout 并同步
标准C 的流时（print_cout_sync），print 大概要快14%；当不同步标准C 的流时（print_cout），依旧要快不少。 

三、示例代码

示例 1：基础用法

// 在线编译: https://www.onlinegdb.com/#include <print>int main() 
{std::println("Hello, {}!", "C++23"); // 自动换行std::print("当前值: {:<5}, 状态: {}", 42, "OK");// 输出：// Hello, C++23!// 当前值: 42   , 状态: OK
}

输出：

示例 2：多线程安全

#include <print>
#include <thread>
#include <mutex>std::mutex mtx;void thread_func() {std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);std::println("线程 {} 输出", std::this_thread::get_id());
}int main() {std::thread t1(thread_func);std::thread t2(thread_func);t1.join();t2.join();
}
// 输出顺序可能因线程调度而异，但每行内容完整不交错

Formatting Ranges（P2286）

四、实现细节与优化

• 编译时处理：格式化字符串在编译时解析，生成高效代码。

• 内部表优化：为加速格式化（如 Unicode 处理、数字转换），可能生成预计算的整数常量表（如 10 的幂次表）4。

• 性能对比：相比 std::cout，std::print 减少了多次流操作，适合高频输出场景。

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五、注意事项

1. 编译器支持：需支持 C++23 的编译器（如 GCC 13+、Clang 17+）。

2. 头文件：包含 <print>。

3. 刷新控制：若需确保实时输出（如日志），需手动刷新1。

4. 输入功能缺失：C++23 未提供 std::scan，输入仍需依赖传统方法5。

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六、总结

std::print 和 std::println 通过简化语法、提升性能，成为现代 C++ 输出的首选工具。其设计平衡了易用性与效率，尤其适合格式化需求复杂的场景。未来随着 std::scan 的提案推进（目标 C++26），C++ 的 I/O 生态将更趋完善5。