printf 的 h 和 hh 修飾符的用途是什么？

Question

除了%hn和%hhn （其中h或hh指定指向對象的大小）之外， printf格式說明符的h和hh修飾符有什么意義？

由於標准要求應用於可變參數函數的默認提升，不可能將char或short （或其任何有符號/無符號變體）類型的參數傳遞給printf 。

根據 7.19.6.1(7)， h修飾符：

指定后面的 d、i、o、u、x 或 X 轉換說明符適用於 short int 或 unsigned short int 參數（該參數將根據整數提升進行提升，但其值應轉換為 short int或 unsigned short int 打印前）； 或者后面的 n 轉換說明符適用於指向 short int 參數的指針。

如果參數實際上是short或unsigned short類型，則提升為int后轉換回short或unsigned short將產生與提升為int相同的值，而無需任何轉換回。 因此，對於類型為short或unsigned short ， %d 、 %u等應該給出與%hd 、 %hu等相同的結果（對於char類型和hh也是如此）。

據我所知， h或hh修飾符可能有用的唯一情況是當參數傳遞一個int超出short或unsigned short范圍時，例如

printf("%hu", 0x10000);

但我的理解是，像這樣傳遞錯誤的類型會導致未定義的行為，因此您不能期望它打印 0。

我見過的一個真實案例是這樣的代碼：

char c = 0xf0;
printf("%hhx", c);

盡管實現具有帶符號的純char類型，但作者希望它打印f0 （在這種情況下， printf("%x", c)將打印fffffff0或類似的）。 但這種期望有根據嗎？

（注意：發生的事情是原始類型是char ，它被提升為int並轉換回unsigned char而不是char ，從而改變了打印的值。但是標准是否指定了這種行為，或者它是一個實現損壞的軟件可能依賴的細節？）

Answer 1

一個可能的原因：為了與格式化輸入函數中使用這些修飾符的對稱性？ 我知道這不是絕對必要的，但也許可以看到它的價值？

盡管他們在C99 基本原理文檔中沒有提到“h”和“hh”修飾符的對稱性的重要性，但委員會確實提到它是考慮為什么fscanf()支持“%p”轉換說明符（即使這對 C99 來說並不新鮮——“%p”支持在 C90 中）：

使用 %p 的輸入指針轉換被添加到 C89，盡管它顯然是有風險的，為了與 fprintf 對稱。

在有關fprintf()的部分中，C99 基本原理文檔確實討論了添加了“hh”，但只是將讀者fscanf()部分：

%hh 和 %ll 長度修飾符是在 C99 中添加的（參見 §7.19.6.2）。

我知道這是一個微不足道的話題，但無論如何我都是在猜測，所以我想我會給出任何可能的論點。

此外，為了完整起見，“h”修飾符在原始 C89 標准中 - 即使由於廣泛的現有使用而並非絕對必要，即使可能沒有使用修飾符的技術要求，它也可能存在.

Answer 2

在%...x模式下，所有值都被解釋為無符號。 因此，負數被打印為它們的無符號轉換。 在大多數處理器使用的 2 的補碼算法中，有符號負數與其無符號正等價物之間的位模式沒有區別，后者由模數算法定義（將字段的最大值加一到負數，根據符合 C99 標准）。 許多軟件——尤其是最有可能使用%x的調試代碼——都默默地假設有符號負值的位表示和它的無符號轉換是相同的，這僅在 2 的補碼機上才成立。

這個轉換的機制是這樣的，值的十六進制表示總是暗示，可能不准確，一個數字已經以 2 的補碼呈現，只要它沒有達到不同整數表示具有不同范圍的邊緣條件。 這甚至適用於不使用全 0 的二進制模式表示值 0 的算術表示。

因此，在任何機器上，由於促銷中的隱式符號擴展（ printf將打印），以十六進制顯示為unsigned long負short將用f填充。 該值是相同的，但它確實在視覺上誤導了字段的大小，這意味着大量的范圍根本不存在。

%hx截斷顯示的表示以避免這種填充，正如您從實際用例中得出的結論一樣。

printf的行為在傳遞超出short范圍的int時未定義，該int應該打印為short ，但迄今為止最簡單的實現只是通過原始向下轉換丟棄高位，因此雖然規范不需要任何特定行為，幾乎任何理智的實現都會執行截斷。 不過，通常有更好的方法來做到這一點。

如果 printf 不是填充值或顯示有符號值的無符號表示，則%h不是很有用。

Answer 3

我能想到的唯一用途是傳遞unsigned short或unsigned char並使用%x轉換說明符。 你不能簡單地使用一個空的%x - 該值可能被提升為int而不是unsigned int ，然后你有未定義的行為。

您的替代方法是將參數顯式轉換為unsigned ； 或者使用帶有裸參數的%hx / %hhx 。

Answer 4

printf()等的可變參數使用默認轉換自動提升，因此任何short或char值在傳遞給函數時都會提升為int 。

在沒有h或hh修飾符的情況下，您必須屏蔽傳遞的值才能可靠地獲得正確的行為。 使用修飾符，您不再需要屏蔽值； printf()實現正確地完成了這項工作。

具體來說，對於%hx格式， printf()的代碼可以執行以下操作：

va_list args;
va_start(args, format);

...

int i = va_arg(args, int);
unsigned short s = (unsigned short)i;
...print s correctly, as 4 hex digits maximum
...even on a machine with 64-bit `int`!

我很高興地假設short是一個 16 位的數量； 當然，該標准實際上並不能保證這一點。

Answer 5

我發現在將無符號字符格式化為十六進制時避免強制轉換很有用：

        sprintf_s(tmpBuf, 3, "%2.2hhx", *(CEKey + i));

這是一個次要的編碼便利，看起來比多次轉換（IMO）更干凈。

Answer 6

另一個方便的地方是 snprintf 大小檢查。 gcc7 在使用 snprintf 時添加了大小檢查，因此這將失敗

char arr[4];
char x='r';
snprintf(arr,sizeof(arr),"%d",r);

因此，在格式化字符時使用 %d 時，它會強制您使用更大的字符

這是一個提交，顯示了這些修復，而不是增加他們將 %d 更改為 %h 的字符數組大小。 這也給出了更准確的描述

https://github.com/Mellanox/libvma/commit/b5cb1e34a04b40427d195b14763e462a0a705d23#diff-6258d0a11a435aa372068037fe161d24

Answer 7

我同意你的看法，這不是絕對必要的，因此僅憑這個原因在 C 庫函數中是不好的:)

不同標志的對稱性可能“很好”，但它通常會適得其反，因為它隱藏了“轉換為int ”規則。