Java 格式化与 printf( ) 和 String.format( )

Java 输出格式化的必备指南

介绍

Java 提供了强大而灵活的工具来格式化输出。无论您是在打印数值、字符串，甚至日期和时间，printf( ) 方法及其姊妹方法 String.format( ) 都提供了多种选项来控制输出的显示效果。本文讲解了 Java 格式化系统的基础知识 —— 包括格式字符串、flags、width、precision 以及 conversion characters —— 并通过示例和一个示例程序展示如何使用这些功能。

printf( ) 方法概述

在 Java 中，System.out.printf( ) 方法将格式化的字符串写入控制台。最简单的用法如下：

System.out.printf("String and format – string", arg1, arg2, …);

1	System.out.printf("String and format – string", arg1, arg2, …);

该方法的关键在于格式字符串及其随附的参数。格式字符串既包含字面字符，也包含指示如何格式化各个参数的格式说明符。

理解格式字符串

Java 中的格式字符串由两部分主要组成：

字面字符 – 这些字符将按原样打印。
格式说明符 – 这些说明符定义了传入参数的数据值的格式。

每个格式说明符遵循以下通用顺序：

% {flags} {width} {.precision} conversion-character

1	% {flags} {width} {.precision} conversion-character

(注意：大括号内的项目为可选参数。)

格式说明符的组成部分

标志:
标志用于定制输出，常用的有：
• - : 左对齐输出，而不是默认的右对齐。
• + : 对正数包含加号（正数总会显示加或减号）。
• 0 : 用零填充数值而非空格。
• , : 使用逗号作为分组分隔符（适用于大于 1000 的数字）。
• (空格) : 在正数前显示空格，或在负数前显示负号。
宽度:
宽度说明符设置了要打印的最小字符数。此字段决定了为每个输出值分配的空间。在格式化数值时，请注意考虑额外的字符（例如逗号或小数点）。
精度:
精度根据转换类型的不同具有不同的作用。对于浮点数，它设置小数点后显示的位数；对于字符串，则可以限制打印的字符数。在这两种情况下，数值可能会根据指定的精度进行四舍五入。
转换字符:
转换字符用于确定数据类型的格式。示例包括：
• d : 十进制整数（适用于 byte, short, int 和 long）
• f : 浮点数（适用于 float 和 double）
• c : 字符（大写 C 会把字符转换为大写）
• s : 字符串（大写 S 会将整个字符串转换为大写）
• h : 哈希码（用于打印对象的引用值）
• n : 换行符（平台特定的换行字符；为保证跨平台性，总是使用 %n 而非 \n）

例如，考虑下面两个使用存储在 dblTotal 中的浮点值的打印语句：

System.out.printf("Total is: $%,.2f%n", dblTotal);
System.out.printf("Total: %-10.2f", dblTotal);

1 2	System.out.printf("Total is: $%,.2f%n", dblTotal); System.out.printf("Total: %-10.2f", dblTotal);

使用 String.format( )

与 System.out.printf( ) 类似，String.format( ) 方法允许您创建一个可以赋值给变量的格式化字符串。用法与 printf( ) 完全相同。例如：

String grandTotal = String.format("Grand Total: %,.2f", dblTotal);

1	String grandTotal = String.format("Grand Total: %,.2f", dblTotal);

当您需要存储或进一步操作格式化字符串而不是立即打印它们时，这个功能尤其有用。

日期和时间的额外格式说明符

Java 的格式化机制还支持日期和时间的转换说明符。以下是一些示例：

tB – 与区域设置相关的月份全名。
td 或 te – 月中的天数（td 在必要时包含前导零，而 te 则不包含）。
ty 或 tY – 年份（ty 提供两位数字的年份，而 tY 提供四位数字的年份）。
tl – 12 小时制的小时数。
tM – 以两位数字表示的分钟数（在需要时添加前导零）。
tp – 与区域设置相关的 am/pm 标记（小写）。
tm – 以两位数字表示的月份。
tD – 日期格式化为 %tm%td%ty（例如，”05/29/06″）。

其他重要的格式构造包括：
• + : 始终包含符号（正或负）。
• , : 插入与区域设置相关的分组分隔符。
• - : 将格式化输出左对齐。
• .3 : 在小数点后显示三位数字。
• 10.3 : 分配一个宽度为十个字符的字段，默认右对齐，并在小数点后显示三位数字。

示例程序

为了将所有这些概念结合起来，请参考下面这个示例 Java 程序：

import java.util.Calendar;
import java.util.Locale;

public class TestFormat {

    public static void main(String[] args) {
        long n = 461012;
        System.out.format("%d%n", n);         // --> "461012"
        System.out.format("%08d%n", n);       // --> "00461012"
        System.out.format("%+8d%n", n);       // --> "   +461012"
        System.out.format("%,8d%n", n);       // --> " 461,012"
        System.out.format("%+,8d%n%n", n);     // --> "+461,012"

        double pi = Math.PI;
        System.out.format("%f%n", pi);         // --> "3.141593"
        System.out.format("%.3f%n", pi);       // --> "3.142"
        System.out.format("%10.3f%n", pi);      // --> "     3.142"
        System.out.format("%-10.3f%n", pi);      // --> "3.142     "
        System.out.format(Locale.FRANCE, "%-10.4f%n%n", pi); // --> "3,1416"

        Calendar c = Calendar.getInstance();
        System.out.format("%tB %te, %tY%n", c, c, c); // e.g., "May 29, 2006"
        System.out.format("%tl:%tM %tp%n", c, c, c);   // e.g., "2:34 am"
        System.out.format("%tD%n", c);                  // e.g., "05/29/06"
    }
}

import java.util.Calendar;

import java.util.Locale;

public class TestFormat {

public static void main(String[] args) {

long n = 461012;

System.out.format("%d%n", n); // --> "461012"

System.out.format("%08d%n", n); // --> "00461012"

System.out.format("%+8d%n", n); // --> " +461012"

System.out.format("%,8d%n", n); // --> " 461,012"

System.out.format("%+,8d%n%n", n); // --> "+461,012"

double pi = Math.PI;

System.out.format("%f%n", pi); // --> "3.141593"

System.out.format("%.3f%n", pi); // --> "3.142"

System.out.format("%10.3f%n", pi); // --> " 3.142"

System.out.format("%-10.3f%n", pi); // --> "3.142 "

System.out.format(Locale.FRANCE, "%-10.4f%n%n", pi); // --> "3,1416"

Calendar c = Calendar.getInstance();

System.out.format("%tB %te, %tY%n", c, c, c); // e.g., "May 29, 2006"

System.out.format("%tl:%tM %tp%n", c, c, c); // e.g., "2:34 am"

System.out.format("%tD%n", c); // e.g., "05/29/06"

}

注意：在程序代码中，所有的 “<” 和 “>” 均已被替换为 “<" 和 ">“。

程序亮点

数值格式化展示了零填充和逗号分组。
浮点数格式化展示了精度控制和使用字段宽度进行对齐。
日期和时间格式化利用转换字符生成与区域设置相关的输出。
通过切换区域设置（例如使用 Locale.FRANCE），您可以控制小数点等细节。

结论

Java 的 printf( ) 和 String.format( ) 方法为开发人员提供了广泛的控制，能够决定数据的展示方式。从简单的数字格式化到更复杂的日期和时间转换，这些格式化工具对于创建精致、易读的控制台输出至关重要。通过掌握 flags、width、precision 和 conversion characters，您可以调整输出以满足功能性和美观性的要求。借助众多内置的说明符和选项，Java 的格式化功能帮助简化生成清晰且有效的用户界面或日志的过程。

祝您愉快地使用 Java 强大的格式化功能编程！

注意：本文由 AI 生成。