C++ format函數與C++標準庫的深度集成

std::format 是 C++20 中引入的一個新特性，它提供了一種類型安全且易于使用的方式來格式化字符串。這個函數與 C++ 標準庫深度集成，因為它被設計為與 C++ 的其他標準庫組件（如流輸出、容器等）無縫協作。

std::format 的基本用法

std::format 的基本語法類似于 Python 的 str.format 或 C# 的 string.Format。它接受一個格式字符串和一個或多個參數，然后根據格式字符串中的占位符生成一個新的字符串。

#include <format>
#include <iostream>

int main() {
    int a = 123;
    double b = 456.789;
    std::string s = "hello";

    std::string result = std::format("Integer: {}, Float: {:.2f}, String: {}", a, b, s);
    std::cout << result << std::endl;

    return 0;
}

在這個例子中，std::format 生成了一個包含整數、浮點數和字符串的格式化字符串。

類型安全

與使用 std::ostringstream 或其他字符串拼接方法相比，std::format 提供了更強的類型安全。它確保你提供的參數與格式字符串中的占位符類型匹配，從而避免了潛在的運行時錯誤。

與 C++ 標準庫的深度集成

std::format 與 C++ 標準庫的深度集成體現在以下幾個方面：

1. 與流輸出集成：你可以將 std::format 的結果直接輸出到 std::ostream 對象，如 std::cout。這使得 std::format 可以很容易地與現有的日志記錄、調試輸出等代碼集成在一起。
2. 與容器集成：std::format 的結果可以存儲在 std::string 對象中，然后你可以將其插入到任何需要字符串的容器中，如 std::vector<std::string>、std::map<std::string, std::string> 等。
3. 與異常處理集成：std::format 的參數可以是任何可以轉換為字符串的類型，包括自定義類型。這使得你可以將 std::format 與異常處理代碼集成在一起，例如在拋出異常時生成包含錯誤信息的格式化字符串。

示例

下面是一個更復雜的示例，展示了如何將 std::format 與 C++ 標準庫的其他組件集成在一起：

#include <format>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <stdexcept>

struct Person {
    std::string name;
    int age;
};

std::string formatPersonInfo(const Person& person) {
    return std::format("Name: {}, Age: {}", person.name, person.age);
}

int main() {
    try {
        Person person = {"Alice", 30};
        std::vector<std::string> peopleInfo;

        for (const auto& person : people) {
            peopleInfo.push_back(formatPersonInfo(person));
        }

        std::map<std::string, std::string> errors;
        if (peopleInfo.empty()) {
            errors["people"] = "No data available";
        }

        if (!errors.empty()) {
            std::string errorInfo = std::accumulate(errors.begin(), errors.end(), std::string{},
                [](const std::string& acc, const std::pair<std::string, std::string>& p) {
                    return acc + "\n" + p.first + ": " + p.second;
                });
            throw std::runtime_error(errorInfo);
        }

        for (const auto& info : peopleInfo) {
            std::cout << info << std::endl;
        }
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

在這個示例中，我們定義了一個 Person 結構體，并使用 std::format 生成了每個人的信息。然后，我們將這些信息存儲在一個 std::vector<std::string> 中，并在需要時將其輸出到控制臺。最后，我們還展示了如何使用 std::map<std::string, std::string> 來存儲和處理錯誤信息。