printf関数

printf関数は標準出力に文字列を出力する関数です。
C言語の基本的な関数のひとつですが、意外に扱いが難しい関数です。

printf関数の第一引数は書式指定文字列という特殊な文字列を指定できます。
書式指定文字列は、printf関数の第二引数以降の値を取り込み、指定の形式に変換して表示します。

printf("第二引数は%d", 123);

第二引数は123

このコードの第一引数の文字列中に%dという文字列が存在します。
この%dは第二引数の123という数値を第一引数に取り込み、10進数で表示するという意味を持ちます。

書式指定文字列を複数使用した場合は第三引数以降の値が表示されます。

printf("%d, %d", 123, 456);

123, 456

このページではprintf関数の書式指定文字列の詳細な使用方法を解説します。
printf関数の類似関数であるfprintf関数、sprintf関数、vprintf関数などの書式指定文字列も同様の使用方法です。

char* str = "abcdef";

//非推奨
printf(str);

//書式指定文字列を使用
printf("%s", str);

printf_s関数

printf関数のセキュリティ強化版にprintf_s関数があります。
printf関数は書式指定文字列にNULLが渡された場合にエラーとなりますが、printf_s関数は書式指定文字列に不正な形式の文字列が渡された場合にもエラーとなります。

//エラーにはならない
printf("%q", 123);

//エラー
printf_s("%q", 123);

書式指定文字列

printf関数の第一引数は書式指定文字列を含む文字列です。

書式指定文字列は変換指定子をひとつ以上含む文字列です。
変換指定子は%記号から始まります。
書式を指定する文字列以外の文字列はそのまま出力されます。

書式指定は以下の説明に登場する順序で指定します。
変換指定子以外の書式指定は省略可能です。

フラグ

フラグは出力位置や書式指定文字列の意味を設定します。
フラグは複数指定でき、順序は任意です。
フラグは省略可能です。

最小フィールド幅

最小フィールド幅は、表示される文字列の最小の文字数を指定します。
指定よりも実際に表示する文字数の方が大きい場合は自動で拡張されます。
最小フィールド幅は省略可能です。

最小フィールド幅は正の整数値またはアスタリスク(*)で指定します。
アスタリスクを指定した場合は第二引数の数値の幅が設定されます。

#include <stdio.h>

int main()
{
	printf("%05d", 123);
	printf("\n");
	printf("%0*d", 7, 123);

	getchar();
}

00123
0000123

何も指定しない場合は空白で埋められます。
上記コードは表示を分かりやすくするために0フラグと組み合わせています。

アスタリスクを使用した場合に負数を最小フィールド幅を指定した場合、-フラグが指定されたものと解釈されます。

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("%0*d", -5, 123);
    printf("あああ");

	getchar();
}

123  あああ

上記のコードは実行結果をわかりやすくするため、直後に「あああ」の文字列を出力しています。
最小フィールド幅に負数を指定しているため、これは-フラグの指定と解釈され、出力が左揃えされた上で「123」の後ろに空白が二文字出力されています。

引数の順序

書式指定文字列内にアスタリスクを指定する変換指定が複数存在する場合、引数は「最小フィールド幅, 変換される値, 最小フィールド幅, 変換される値...」の順となります。

#include <stdio.h>

int main()
{
	printf("%0*d, %0*d", 5, 123, 5, 456);

	getchar();
}

00123, 00456

これは以下の精度指定でも同様です。

精度指定

精度指定は表示する文字列の文字数を指定します。
精度指定は省略可能です。

精度指定はピリオド(.)に続く正の整数値またはアスタリスク(*)で指定します。

アスタリスクを指定した場合は第二引数の数値の幅が設定されます。
引数の順序に関しては最小フィールド幅と同じです。
(引数の順序参照)
アスタリスクを使用する場合に、負数を精度指定にした場合は無視されます。

上記以外の変換指定子に精度指定をした場合の動作は未定義です。

#include <stdio.h>

int main()
{
	printf("%.5d", 123);
	printf("\n");
	printf("%.5f", 0.123456789);
	printf("\n");
	printf("%.5s", "123456789");

	getchar();
}

00123
0.12346
12345

長さ修飾子

長さ修飾子は実引数のデータ型のサイズを指定します。
長さ修飾子は省略可能です。

以下はMicrosoft独自の拡張です。

変換指定子

変換指定子は引数を表示する形式を指定します。
変換指定子はアルファベットまたは記号の一文字で指定します。
変換指定子は省略できません。

戻り値

printf関数の戻り値は出力された文字列の文字数です。
エラーが発生した場合は負数を返し、errnoにEINVALを設定します。

参考

• printf, _printf_l, wprintf, _wprintf_l | Microsoft Docs