printf 的 h 和 hh 修饰符的用途是什么？

Question

除了 %hn 和 %hhn（其中 h 或 hh 指定指向的-to 对象），printf 格式说明符的 h 和 hh 修饰符有何意义？

由于标准要求应用于可变参数函数的默认提升，因此不可能传递 char 或 short 类型的参数（或其任何有符号/无符号变体） ) 到 printf。

根据 7.19.6.1(7)，h 修饰符：

指定以下 d、i、o、u、x 或 X 转换说明符适用于 短整型或无符号短整型参数（该参数将 已按整数促销进行促销，但其价值应为 在打印之前转换为短整型或无符号短整型）； 或者后面的 n 转换说明符适用于指向短整型的指针 int 参数。

如果参数实际上是 short 或 unsigned Short 类型，则提升为 int，然后转换回 short > 或 unsigned short 将产生与提升为 int 相同的值，而无需任何转换回来。因此，对于 short 或 unsigned Short 类型的参数，%d、%u 等应该给出相同的结果结果为 %hd、%hu 等（对于 char 类型和 hh 也是如此）。

据我所知， h 或 hh 修饰符可能有用的唯一情况是当参数在外部传递给它一个 int 时short 或 unsigned Short 的范围，例如

printf("%hu", 0x10000);

，但我的理解是，传递这样的错误类型无论如何都会导致未定义的行为，因此您不能期望它打印 0 作者

我见过的一个真实案例是这样的代码：

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

希望它打印 f0，尽管实现具有已签名的普通 char 类型（在这种情况下） ， printf("%x", c) 将打印 ffffffff0 或类似内容）。但这种期望有道理吗？

（注意：发生的情况是原始类型是 char，它被提升为 int 并转换回 unsigned char 而不是 >char，从而改变打印的值。但是标准是否指定了这种行为，或者它是损坏的软件可能依赖的实现细节？）

Answer 1

一个可能的原因是：为了在格式化输入函数中使用这些修饰符来实现对称？我知道这并不是绝对必要的，但也许这样做有价值？

尽管他们没有提到C99 基本原理文档，委员会确实提到它作为为什么 fscanf() 支持“%p”转换说明符的考虑因素（尽管这对于 C99 来说并不是什么新鲜事 - C90 中支持“%p”）：

C89 中添加了使用 %p 的输入指针转换，尽管这显然有风险，但为了与 fprintf 对称。

在关于 fprintf() 的部分中，C99 基本原理文档确实讨论了添加“hh”，但仅让读者参考 fscanf() 部分：

C99 中添加了 %hh 和 %ll 长度修饰符（请参阅第 7.19.6.2 节）。

我知道这是一个脆弱的线索，但无论如何我都是在猜测，所以我想我会给出任何可能的论据。

另外，为了完整起见，“h”修饰符位于原始 C89 标准中 - 即使由于广泛的现有使用而并非严格必要，即使可能没有使用该修饰符的技术要求，它也可能存在。 。

Answer 2

我能想到的唯一用途是传递 unsigned Short 或 unsigned char 并使用 %x 转换说明符。您不能简单地使用裸露的 %x - 该值可能会提升为 int 而不是 unsigned int，然后您就会出现未定义的行为。

您的替代方案是将参数显式转换为无符号；或者将 %hx / %hhx 与裸参数一起使用。

Answer 3

在 %...x 模式下，所有值都被解释为无符号。因此，负数被打印为无符号转换。在大多数处理器使用的 2 补码算术中，有符号负数与其等价的无符号正数之间的位模式没有区别，后者由模算术定义（将字段的最大值加一到负数，根据符合C99标准）。许多软件——尤其是最有可能使用 %x 的调试代码——默默地假设有符号负值及其无符号转换的位表示是相同的，这仅在 2 上成立补机。

这种转换的机制是，值的十六进制表示总是暗示（可能不准确）数字已经以 2 的补码呈现，只要它没有达到不同整数表示具有不同范围的边缘条件。这甚至适用于算术表示，其中值 0 不是用全 0 的二进制模式表示的。

因此，在任何机器上，以十六进制显示为 unsigned long 的负 short 都将用 f 填充，因为促销，printf 将打印该内容。 值是相同的，但它在视觉上确实会误导字段的大小，意味着根本不存在大量的范围。

%hx 截断显示的表示以避免这种填充，正如您从实际用例中得出的结论一样。

当传递超出 short 范围（应打印为 short）的 int 时，printf 的行为未定义，但迄今为止最简单的实现只是通过原始向下转换来丢弃高位，因此虽然规范不要求任何特定行为，但几乎任何理智的实现都只会执行截断。不过，通常有更好的方法可以做到这一点。

如果 printf 不填充值或显示带符号值的无符号表示形式，则 %h 不是很有用。

Answer 4

printf() 等的可变参数会使用默认转换自动提升，因此任何 short 或 char 值都会提升为 int 当传递给函数时。

如果没有 h 或 hh 修饰符，您必须屏蔽传递的值才能可靠地获得正确的行为。使用修饰符，您不再需要屏蔽这些值； printf() 实现正确地完成了这项工作。

具体来说，对于格式 %hx，printf() 内的代码可以执行以下操作：

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`!

我愉快地假设 short 是 16 - 位数；当然，该标准实际上并不能保证这一点。

Answer 5

我发现在将无符号字符格式化为十六进制时避免强制转换很有用：

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

这是一个较小的编码便利，并且看起来比多次强制转换更干净（IMO）。

Answer 6

另一个方便的地方是 snprintf 大小检查。
gcc7 添加了使用 snprintf 时的大小检查
所以这会失败，

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

因此它会强制您在格式化字符时使用％d时使用更大的字符

这里是显示这些修复的提交，而不是增加他们将％d更改为％h的字符数组大小。这也给出了更准确的描述

https://github.com/M ellanox/libvma/提交/b5cb1e34a04b40427d195b14763e462a0a705d23#diff-6258d0a11a435aa372068037fe161d24

Answer 7

我同意你的观点，这并不是绝对必要的，因此仅凭这个原因在 C 库函数中是不好的:)

对于不同标志的对称性来说，这可能是“好的”，但它大多会适得其反，因为它隐藏“转换为int”规则。