printf函数作为C语言学习过程中的启蒙函数，其简单性与复杂性并存（能够处理所有C基础数据类型的输出），使得许多人在学习后并未充分利用其功能。本文旨在对printf函数的用法进行系统梳理，并涵盖C99标准的相关特性。在C语言中，printf()、fprintf()、sprintf()这三种函数均用于向输出流中写入可变数量的数据项，并借助格式化字符串来规范输出格式。需要注意的是，这三者仅在输出目标位置上存在差异，其他功能完全一致：printf()输出到标准输出stdout，fprintf()输出到指定的FILE *stream流中，sprintf()则写入到字符串内。本文将重点介绍printf()函数的详细使用方法。
printf函数依据格式化字符串(format)的规范，将可变参数按照指定格式打印至stdout。该格式化字符串由普通字符和转换说明符构成，其中转换说明符以%符号开头，其结构最多包含五部分，方括号[]内的内容为可选部分。
下文将提供一个关于转换说明符构成的概览图示，随后将从转换说明符的最后部分—— specifier开始进行详细解析。
转换说明符的最后部分是最为关键且必须指定的部分，而前四个部分则具有可选性。
d、i：用于表示有符号的十进制整数；u、o、x、X：均为无符号类型，分别对应十进制、八进制、十六进制小写、十六进制大写表示；f、F：用于浮点数的输出，其中浮点数的默认精度为小数点后六位。特别地，F格式是在C99标准后才被引入的；对于实数而言，f和F在功能上并无差异，主要用途是区分无穷大(infinity)和NaN(not a number)的表示。以下示例将展示C99标准中关于INF、NAN等特殊数值的产生与打印方式。
e和E：采用科学计数法表示double类型数值，两者的主要区别在于输出时使用大写E还是小写e。此外，在打印INFINITY和nan(“0”)时，e格式输出为inf，而E格式则输出为INF；g：根据数值大小自动选择使用固定点格式(%f)或科学计数法格式(%e)，目标是以最简洁的方式呈现数值。其具体工作原理如下：确定精度值 (precision)：若在 %g 格式说明符中明确指定了精度值，则采用该值；若未指定，则默认精度为6；当精度值为0时，等同于精度为1。计算科学计数法下的指数 (exponent)：假设使用 %e 格式说明符，首先计算出该浮点数的指数。
根据指数大小选择输出格式：若指数exp满足 -4 <= exp < precision，则采用固定点格式 %f，并使用 precision – (exp + 1) 作为精度值；否则，采用科学计数法格式 %e，并使用 precision – 1 作为精度值。去除尾随零和小数点：除非使用 # 标志，否则会从结果的小数部分中移除尾随零，且若小数部分全部为零，则同时移除小数点。值得注意的是，%g的输出结果可能与 %f 或 %e 中较短的格式不完全一致。其选择格式基于指数大小，而非单纯比较输出长度。
G：与g类似，但会在E和F之间选择大写形式。a和A：分别对应十六进制浮点数（A为大写），属于C99标准新增特性，用于以十六进制格式输出浮点数，从而更精确地展示浮点数的内部表示方式。其具体结构包含四部分：符号：’+’表示正数，’-‘表示负数。十六进制前缀：0x。尾数：包含小数点的十六进制数，分隔整数部分与分数部分。指数：以p表示，后接十进制数，指示2的幂次方。以下示例将演示a和A的表示方法，适用于double和float类型。
那么，0x1.921f9f01b866ep+1如何表示3.14159呢？其计算过程如下：小数点后的16的负次幂与小数点前的16的正次幂相乘，
计算结果为1.570795，需再乘以指数部分1.570795*2^(1)=3.141590。
c：将无符号整数转换为字符形式输出；s：字符串输出。若指定精度值（此时表示最大字节数），则在达到精度值或遇到空字符时停止写入。p：将void *类型的指针转换为可打印形式；输出结果显示，64位系统下指针长度为8字节。
n：对应实参必须是指向int类型对象的指针，不产生实际输出，而是将printf已打印的字符数量存储在对应的int类型指针指向的位置。上述示例将字符串 “Hello, world! ” 输出到控制台，并将已写入的字符数量（13个字符，含空格）存储至count变量中。
%：在%符号后追加一个%，将在stdout中输出%字符。-：指定打印时左对齐，默认右对齐；+：有符号数字始终以+或-开头，默认仅负数显示-号，正数不显示+号；空格：对于有符号数字，若为正数，则在数字前添加空格。(+标志优先于空格标志)#：与转换说明符specifier为o、x、X配合使用时，输出数字将带有0、0x、0X前缀，使八进制和十六进制输出更直观；与转换说明符specifier为a,A,e,E,f,F,g,G配合使用时，用于浮点数输出始终显示小数点，即使小数部分为零。0：使用前导0在数值字段宽度内进行填充。若转换说明符specifier为d、i、o、u、x、X且指定了精度，则可忽略0标志。若打印数据位数不足，printf()将进行填充（默认在数据左侧添加空格，实现右对齐）。若数据位数超出指定宽度，则不会进行裁剪，完整显示数据。最小字段宽度可设置为整数，也可用*号表示，*号的含义是从printf()函数的实参中获取输出字段宽度，而非在格式化字符串中指定。
.precision：假设定义了精度值，并设为number。搭配整数相关转换说明符（d、i、o、u、x、X），精度值表示最小位数（数据不足时添加前导0）。若实际数据长度超过number，则不会截断，完整显示。注意：若number为0且printf要打印的数据为0，此时不显示0。搭配a、 A、e、E、f、F转换说明符，number指定小数点后显示的位数（默认为6位）；搭配g和G转换说明符，number表示有效数字的个数；搭配s转换说明符，number表示打印字符串的最大字节数；若number非具体数字，而是*号，则表示从printf()函数的实参中获取number值，而非在格式化字符串中指定。长度修饰符与转换说明符结合使用，共同指定实参的类型。
第一行展示未指定长度修饰符时，各转换说明符对应的默认数据类型；hh、ll、j、z、t均为C99标准新增特性。引入z和t后，对size_t和ptrdiff_t类型值的输出更为便捷。