格式化输出
提到格式化输出，可能很多人立刻就想到 "{}"，但是 Rust 能做到的远比这个多的多，本章节我们将深入讲解格式化输出的各个方面。
满分初印象
先来一段代码，看看格式化输出的初印象：
#![allow(unused)] fn main() { println!("Hello"); // => "Hello" println!("Hello, {}!", "world"); // => "Hello, world!" println!("The number is {}", 1); // => "The number is 1" println!("{:?}", (3, 4)); // => "(3, 4)" println!("{value}", value=4); // => "4" println!("{} {}", 1, 2); // => "1 2" println!("{:04}", 42); // => "0042" with leading zeros }
可以看到 println! 宏接受的是可变参数，第一个参数是一个字符串常量，它表示最终输出字符串的格式，包含其中形如 {} 的符号是占位符，会被 println! 后面的参数依次替换。
print!，println!，format!
它们是 Rust 中用来格式化输出的三大金刚，用途如下：
print!将格式化文本输出到标准输出，不带换行符println!同上，但是在行的末尾添加换行符format!将格式化文本输出到String字符串
在实际项目中，最常用的是 println! 及 format!，前者常用来调试输出，后者常用来生成格式化的字符串：
fn main() { let s = "hello"; println!("{}, world", s); let s1 = format!("{}, world", s); print!("{}", s1); print!("{}\n", "!"); }
其中，s1 是通过 format! 生成的 String 字符串，最终输出如下：
hello, world
hello, world!
eprint!，eprintln!
除了三大金刚外，还有两大护法，使用方式跟 print!，println! 很像，但是它们输出到标准错误输出：
#![allow(unused)] fn main() { eprintln!("Error: Could not complete task") }
它们仅应该被用于输出错误信息和进度信息，其它场景都应该使用 print! 系列。
{} 与
与其它语言常用的 %d，%s 不同，Rust 特立独行地选择了 {} 作为格式化占位符（说到这个，有点想吐槽下，Rust 中自创的概念其实还挺多的，真不知道该夸奖还是该吐槽-,-），事实证明，这种选择非常正确，它帮助用户减少了很多使用成本，你无需再为特定的类型选择特定的占位符，统一用 {} 来替代即可，剩下的类型推导等细节只要交给 Rust 去做。
与 {} 类似，{:?} 也是占位符：
{}适用于实现了std::fmt::Display特征的类型，用来以更优雅、更友好的方式格式化文本，例如展示给用户{:?}适用于实现了std::fmt::Debug特征的类型，用于调试场景
其实两者的选择很简单，当你在写代码需要调试时，使用 {:?}，剩下的场景，选择 {}。
Debug 特征
事实上，为了方便我们调试，大多数 Rust 类型都实现了 Debug 特征或者支持派生该特征：
#[derive(Debug)] struct Person { name: String, age: u8 } fn main() { let i = 3.1415926; let s = String::from("hello"); let v = vec![1, 2, 3]; let p = Person{name: "sunface".to_string(), age: 18}; println!("{:?}, {:?}, {:?}, {:?}", i, s, v, p); }
对于数值、字符串、数组，可以直接使用 {:?} 进行输出，但是对于结构体，需要派生Debug特征后，才能进行输出，总之很简单。
Display 特征
与大部分类型实现了 Debug 不同，实现了 Display 特征的 Rust 类型并没有那么多，往往需要我们自定义想要的格式化方式：
#![allow(unused)] fn main() { let i = 3.1415926; let s = String::from("hello"); let v = vec![1, 2, 3]; let p = Person { name: "sunface".to_string(), age: 18, }; println!("{}, {}, {}, {}", i, s, v, p); }
运行后可以看到 v 和 p 都无法通过编译，因为没有实现 Display 特征，但是你又不能像派生 Debug 一般派生 Display，只能另寻他法：
- 使用
{:?}或{:#?} - 为自定义类型实现
Display特征 - 使用
newtype为外部类型实现Display特征
下面来一一看看这三种方式。
{:#?} 与 {:?} 几乎一样，唯一的区别在于它能更优美地输出内容：
// {:?}
[1, 2, 3], Person { name: "sunface", age: 18 }
// {:#?}
[
1,
2,
3,
], Person {
name: "sunface",
}
因此对于 Display 不支持的类型，可以考虑使用 {:#?} 进行格式化，虽然理论上它更适合进行调试输出。
为自定义类型实现 Display 特征
如果你的类型是定义在当前作用域中的，那么可以为其实现 Display 特征，即可用于格式化输出：
struct Person { name: String, age: u8, } use std::fmt; impl fmt::Display for Person { fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result { write!( f, "大佬在上，请受我一拜，小弟姓名{}，年芳{}，家里无田又无车，生活苦哈哈", self.name, self.age ) } } fn main() { let p = Person { name: "sunface".to_string(), age: 18, }; println!("{}", p); }
如上所示，只要实现 Display 特征中的 fmt 方法，即可为自定义结构体 Person 添加自定义输出：
大佬在上，请受我一拜，小弟姓名sunface，年芳18，家里无田又无车，生活苦哈哈
为外部类型实现 Display 特征
在 Rust 中，无法直接为外部类型实现外部特征，但是可以使用newtype解决此问题：
struct Array(Vec<i32>); use std::fmt; impl fmt::Display for Array { fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result { write!(f, "数组是：{:?}", self.0) } } fn main() { let arr = Array(vec![1, 2, 3]); println!("{}", arr); }
Array 就是我们的 newtype，它将想要格式化输出的 Vec 包裹在内，最后只要为 Array 实现 Display 特征，即可进行格式化输出：
数组是：[1, 2, 3]
至此，关于 {} 与 {:?} 的内容已介绍完毕，下面让我们正式开始格式化输出的旅程。
位置参数
除了按照依次顺序使用值去替换占位符之外，还能让指定位置的参数去替换某个占位符，例如 {1}，表示用第二个参数替换该占位符(索引从 0 开始)：
fn main() { println!("{}{}", 1, 2); // =>"12" println!("{1}{0}", 1, 2); // =>"21" // => Alice, this is Bob. Bob, this is Alice println!("{0}, this is {1}. {1}, this is {0}", "Alice", "Bob"); println!("{1}{}{0}{}", 1, 2); // => 2112 }
具名参数
除了像上面那样指定位置外，我们还可以为参数指定名称：
fn main() { println!("{argument}", argument = "test"); // => "test" println!("{name} {}", 1, name = 2); // => "2 1" println!("{a} {c} {b}", a = "a", b = 'b', c = 3); // => "a 3 b" }
需要注意的是：带名称的参数必须放在不带名称参数的后面，例如下面代码将报错：
#![allow(unused)] fn main() { println!("{abc} {1}", abc = "def", 2); }
#![allow(unused)] fn main() { error: positional arguments cannot follow named arguments --> src/main.rs:4:36 | 4 | println!("{abc} {1}", abc = "def", 2); | ----- ^ positional arguments must be before named arguments | | | named argument }
格式化参数
格式化输出，意味着对输出格式会有更多的要求，例如只输出浮点数的小数点后两位：
fn main() { let v = 3.1415926; // Display => 3.14 println!("{:.2}", v); // Debug => 3.14 println!("{:.2?}", v); }
上面代码只输出小数点后两位。同时我们还展示了 {} 和 {:?} 的用法，后面如无特殊区别，就只针对 {} 提供格式化参数说明。
接下来，让我们一起来看看 Rust 中有哪些格式化参数。
宽度
宽度用来指示输出目标的长度，如果长度不够，则进行填充和对齐：
字符串填充
字符串格式化默认使用空格进行填充，并且进行左对齐。
fn main() { //----------------------------------- // 以下全部输出 "Hello x !" // 为"x"后面填充空格，补齐宽度5 println!("Hello {:5}!", "x"); // 使用参数5来指定宽度 println!("Hello {:1$}!", "x", 5); // 使用x作为占位符输出内容，同时使用5作为宽度 println!("Hello {1:0$}!", 5, "x"); // 使用有名称的参数作为宽度 println!("Hello {:width$}!", "x", width = 5); //----------------------------------- // 使用参数5为参数x指定宽度，同时在结尾输出参数5 => Hello x !5 println!("Hello {:1$}!{}", "x", 5); }
数字填充:符号和 0
数字格式化默认也是使用空格进行填充，但与字符串左对齐不同的是，数字是右对齐。
fn main() { // 宽度是5 => Hello 5! println!("Hello {:5}!", 5); // 显式的输出正号 => Hello +5! println!("Hello {:+}!", 5); // 宽度5，使用0进行填充 => Hello 00005! println!("Hello {:05}!", 5); // 负号也要占用一位宽度 => Hello -0005! println!("Hello {:05}!", -5); }
对齐
fn main() { // 以下全部都会补齐5个字符的长度 // 左对齐 => Hello x ! println!("Hello {:<5}!", "x"); // 右对齐 => Hello x! println!("Hello {:>5}!", "x"); // 居中对齐 => Hello x ! println!("Hello {:^5}!", "x"); // 对齐并使用指定符号填充 => Hello x&&&&! // 指定符号填充的前提条件是必须有对齐字符 println!("Hello {:&<5}!", "x"); }
精度
精度可以用于控制浮点数的精度或者字符串的长度
fn main() { let v = 3.1415926; // 保留小数点后两位 => 3.14 println!("{:.2}", v); // 带符号保留小数点后两位 => +3.14 println!("{:+.2}", v); // 不带小数 => 3 println!("{:.0}", v); // 通过参数来设定精度 => 3.1416，相当于{:.4} println!("{:.1$}", v, 4); let s = "hi我是Sunface孙飞"; // 保留字符串前三个字符 => hi我 println!("{:.3}", s); // {:.*}接收两个参数，第一个是精度，第二个是被格式化的值 => Hello abc! println!("Hello {:.*}!", 3, "abcdefg"); }
进制
可以使用 # 号来控制数字的进制输出：
#b, 二进制#o, 八进制#x, 小写十六进制#X, 大写十六进制x, 不带前缀的小写十六进制
fn main() { // 二进制 => 0b11011! println!("{:#b}!", 27); // 八进制 => 0o33! println!("{:#o}!", 27); // 十进制 => 27! println!("{}!", 27); // 小写十六进制 => 0x1b! println!("{:#x}!", 27); // 大写十六进制 => 0x1B! println!("{:#X}!", 27); // 不带前缀的十六进制 => 1b! println!("{:x}!", 27); // 使用0填充二进制，宽度为10 => 0b00011011! println!("{:#010b}!", 27); }
指数
fn main() { println!("{:2e}", 1000000000); // => 1e9 println!("{:2E}", 1000000000); // => 1E9 }
指针地址
#![allow(unused)] fn main() { let v= vec![1, 2, 3]; println!("{:p}", v.as_ptr()) // => 0x600002324050 }
转义
有时需要输出 {和}，但这两个字符是特殊字符，需要进行转义：
fn main() { // "{{" 转义为 '{' "}}" 转义为 '}' "\"" 转义为 '"' // => Hello "{World}" println!(" Hello \"{{World}}\" "); // 下面代码会报错，因为占位符{}只有一个右括号}，左括号被转义成字符串的内容 // println!(" {{ Hello } "); // 也不可使用 '\' 来转义 "{}" // println!(" \{ Hello \} ") }
在格式化字符串时捕获环境中的值（Rust 1.58 新增）
在以前，想要输出一个函数的返回值，你需要这么做：
fn get_person() -> String { String::from("sunface") } fn main() { let p = get_person(); println!("Hello, {}!", p); // implicit position println!("Hello, {0}!", p); // explicit index println!("Hello, {person}!", person = p); }
问题倒也不大，但是一旦格式化字符串长了后，就会非常冗余，而在 1.58 后，我们可以这么写：
fn get_person() -> String { String::from("sunface") } fn main() { let person = get_person(); println!("Hello, {person}!"); }
是不是清晰、简洁了很多？甚至还可以将环境中的值用于格式化参数:
#![allow(unused)] fn main() { let (width, precision) = get_format(); for (name, score) in get_scores() { println!("{name}: {score:width$.precision$}"); } }
但也有局限，它只能捕获普通的变量，对于更复杂的类型（例如表达式），可以先将它赋值给一个变量或使用以前的 name = expression 形式的格式化参数。
目前除了 panic! 外，其它接收格式化参数的宏，都可以使用新的特性。对于 panic! 而言，如果还在使用 2015版本 或 2018版本，那 panic!("{ident}") 依然会被当成 正常的字符串来处理，同时编译器会给予 warn 提示。而对于 2021版本 ，则可以正常使用:
fn get_person() -> String { String::from("sunface") } fn main() { let person = get_person(); panic!("Hello, {person}!"); }
输出:
thread 'main' panicked at 'Hello, sunface!', src/main.rs:6:5
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
课后练习
Rust By Practice，支持代码在线编辑和运行，并提供详细的习题解答。（本节暂无习题解答）
总结
把这些格式化都牢记在脑中是不太现实的，也没必要，我们要做的就是知道 Rust 支持相应的格式化输出，在需要之时，读者再来查阅本文即可。
还是那句话，<<Rust 语言圣经>>不仅仅是 Rust 学习书籍，还是一本厚重的工具书！
至此，Rust 的基础内容学习已经全部完成，下面我们将学习 Rust 的高级进阶内容，正式开启你的高手之路。