09. 格式化输出

PrintStream 是 Java 中用于输出格式化文本的类。它提供了多种方法来将数据输出到控制台或文件，其中 printf 是最常用的方法之一。

printf 方法允许开发者使用格式字符串来控制输出的格式，类似于 C 语言中的 printf 函数。

本文将详细介绍 PrintStream 的 printf 方法及其使用场景。

1. PrintStream 概述

PrintStream 是 OutputStream 的子类，用于输出格式化的文本。它支持多种输出方法，如 print()、println() 和 printf()。printf 方法特别适合需要格式化输出的场景。

1.1 基本用法

以下是一个简单的示例，展示如何使用 PrintStream 的 printf 方法:

public class PrintfExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.printf("Hello， %s!%n"， "World");
    }
}

代码说明:

• %s 是格式说明符，用于插入字符串。
• %n 表示换行符，相当于 \n。

输出结果为:

Hello， World!

2. printf 方法详解

printf 方法的语法如下:

public PrintStream printf(String format， Object... args)

• format: 格式字符串，包含普通文本和格式说明符。
• args: 要插入到格式字符串中的参数。

2.1 常用格式说明符

以下是一些常用的格式说明符:

说明符	描述	示例
%s	字符串	"Hello"
%d	十进制整数	42
%f	浮点数	3.14
%c	字符	'A'
%b	布尔值	true
%x	十六进制整数	0x1F
%o	八进制整数	017
%e	科学计数法浮点数	1.23e+10
%t	日期/时间	2023-10-01
%n	换行符	(无)

2.2 格式化整数

%d 用于格式化整数。可以指定宽度和对齐方式。

int number = 42;
System.out.printf("Number: %d%n"， number);
System.out.printf("Number: %5d%n"， number); // 宽度为 5，右对齐
System.out.printf("Number: %-5d%n"， number); // 宽度为 5，左对齐

输出结果为:

Number: 42
Number:    42
Number: 42   

2.3 格式化浮点数

%f 用于格式化浮点数。可以指定精度和宽度。

double pi = 3.14159;
System.out.printf("Pi: %.2f%n"， pi); // 保留两位小数
System.out.printf("Pi: %10.2f%n"， pi); // 宽度为 10，保留两位小数

输出结果为:

Pi: 3.14
Pi:       3.14

2.4 格式化日期和时间

%t 用于格式化日期和时间。可以使用不同的格式符号来表示日期和时间的各个部分。

import java.util.Date;

public class DateFormatExample {
    public static void main(String[] args) {
        Date now = new Date();
        System.out.printf("Date: %tD%n"， now); // MM/dd/yy 格式
        System.out.printf("Time: %tT%n"， now); // HH:mm:ss 格式
    }
}

输出结果为:

Date: 10/01/23
Time: 14:30:45

2.5 格式化布尔值

%b 用于格式化布尔值。它可以将任何非 null 对象格式化为 true，将 null 格式化为 false。

boolean flag = true;
System.out.printf("Flag: %b%n"， flag);
System.out.printf("Flag: %b%n"， null);

输出结果为:

Flag: true
Flag: false

3. 使用 PrintStream 输出到文件

除了输出到控制台，PrintStream 还可以用于将格式化文本写入文件。

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;

public class FilePrintStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.txt");
             PrintStream ps = new PrintStream(fos)) {
            ps.printf("Hello， %s!%n"， "World");
            ps.printf("Pi: %.2f%n"， 3.14159);
            System.out.println("数据已写入 output.txt 文件");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码说明:

• PrintStream 包装了 FileOutputStream，用于将数据写入文件。

4. 使用 PrintStream 的注意事项

4.1 异常处理

PrintStream 的方法不会抛出 IOException，而是通过 checkError() 方法检查是否发生错误。

PrintStream ps = new PrintStream(System.out);
ps.printf("Hello， %s!%n"， "World");
if (ps.checkError()) {
    System.err.println("写入时发生错误");
}

注意:

• checkError() 方法返回 true 表示在写入过程中发生了错误。

4.2 关闭流

在使用完 PrintStream 后，应调用 close() 方法关闭流，以释放系统资源。如果使用 try-with-resources 语句，流会自动关闭。

try (PrintStream ps = new PrintStream("output.txt")) {
    ps.printf("Hello， %s!%n"， "World");
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

5. 总结

PrintStream 的 printf 方法是 Java 中格式化输出的强大工具。

通过使用格式说明符，开发者可以轻松控制输出的格式，包括字符串、整数、浮点数、日期和布尔值等。

PrintStream 不仅可以输出到控制台，还可以将数据写入文件。在实际开发中，合理使用 printf 方法可以让输出更加清晰和易读。