[C++知识库]C语言使用printf(“％lf“)输出double类型显示-0.000000问题CodeBlocks

问题描述

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
	double a,b,c;
	scanf("%lf %lf %lf",&a,&b,&c);
	double x=(a+b+c)/2,s;
	printf("%f\n",x);
	double p=x*(x-a)*(x-b)*(x-c);
	printf("%f\n",p);
    s=sqrt(p);
	printf("%lf",s);
    return 0;
}

运行以上代码，输入3 4 5，输出为

6.000000
36.000000
-0.000000

因此提出问题：为什么在printf()中使用"%f"就行但是"%lf"就不行呢？

问题的解释

C标准的问题

C99的 文档 中有如下的说明：

%lf conversion specifier allowed in printf¹.

l (ell): Specifies that (…) has no effect on a following a, A, e, E, f, F, g, or G conversion specifier¹.

L: Specifies that a following a, A, e, E, f, F, g, or G conversion specifier applies to a long double argument¹.

意思就是之前的标准中，printf()是不接受%lf的，在C99中才接受%lf的使用。具体在 devdocs-printf 中也可以看到。

那为什么%f可以表示float和double类型呢？

在解决这个问题之前，先看一下一些资料，对接下来用到的名词有个概念：

Function prototype，函数原型:

A function prototype is a declaration of a function that declares the
types of its parameters¹.

[翻译：函数原型是声明其参数类型的函数的声明。]

Integer promotions，整型提升：

If an int can represent all values of the original type, the value is converted to an int; otherwise, it is converted to an unsigned int. These are called the integer promotions. All other types are unchanged by the integer promotions¹.

[翻译：如果 int 可以表示原始类型的所有值，则该值将转换为 int; 否则，它将转换为unsigned int。这些称为整型提升（可变参数里的char类型参数会被转换成int类型）。所有其他类型都因整型提升而保持不变。]

Default argument promotions，默认参数提升:

If the expression that denotes the called function has a type that does not include a prototype, the integer promotions are performed on
each argument, and arguments that have type float are promoted to
double¹.

[翻译：如果表示被调用函数的表达式的类型不包含原型，则对每个参数执行整数提升，并且浮点类型的参数提升为双精度。]

关于Default argument promotions，默认参数提升更具体的解释：

Parameters to functions without prototype and variadic parameters are subject to default argument promotions².

[翻译：没有原型和可变参数的函数的参数受默认参数提升的约束。]

If you define a function with a prototype and use it without the prototype or vise versa and it has parameters of type char, short or float, you’ll probably have a problem at run-time².

[翻译：如果您使用原型定义函数并在没有原型的情况下使用它，反之亦然，并且它具有 char、short 或 float 类型的参数，您可能会在运行时遇到问题。 ]

You’ll have the same kind of problems with variadic functions if the promoted type doesn’t match what is used when reading the argument list².

[翻译：如果提升的类型与读取参数列表时使用的类型不匹配，您将遇到与可变参数函数相同的问题。]

when default promotions kick in: default argument promotions are used exactly when the expected type of the argument is unknown, which is to say when there’s no prototype or when the argument is variadic².

[翻译：至于默认提升何时生效：默认参数提升恰好在参数的预期类型未知时使用，也就是说，当没有原型或参数是可变参数时。]

图一图二是来自 stackoverflow: Default argument promotions in C function calls 的例子，可以帮助我们更好的理解上面的几段话。

图一²：

图二²：

总结/回答问题：为什么%f可以表示float和double类型？

我个人的理解是：当函数的参数没有原型时，或者是可变参数函数，不论作用域内有没有原型，都会有一个参数提升的过程。而printf()在 文档 中为：

#include <stdio.h>
int printf(const char * restrict format, ...);

表示printf()是一个可变参数函数，也会遵守这个参数提升的规则，即float类型参数始终提升为double类型，即在prinft()中使用%f即可，此说明符可以输出float和double类型。这就是为什么%f可以表示float和double类型。具体的解释可以看³和⁴。

在实例中证实上述结果

在CodeBlocks上试了一下如下代码：

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main()
{
	double a=2.3,b=3.4,c=2.3;
	printf("%f\n",a);
	printf("%f\n",b);
	printf("%lf",c);
    return 0;
}

看图三，如果勾选了c99的话，上面代码的结果就是：

2.300000
3.400000
-0.000000

如果没有勾选的话，上面代码的结果就是：

2.300000
3.400000
2.300000

图三：

但是我不理解的是，明明c99标准里面有如下说明，但是在图三中勾选了-std=c99，在printf()中使用%lf还是不行…

printf()和scanf()的不同

Note that this is one place that printf format strings differ substantially from scanf (and fscanf, etc.) format strings. For output, you’re passing a value, which will be promoted from float to double when passed as a variadic parameter. For input you’re passing a pointer, which is not promoted, so you have to tell scanf whether you want to read a float or a double, so for scanf, %f means you want to read a float and %lf means you want to read a double (and, for what it’s worth, for a long double, you use %Lf for either printf or scanf)⁵

[翻译：请注意，这是 printf 格式字符串与 scanf（和 fscanf 等）格式字符串有很大不同的地方。 对于输出，您正在传递一个值，当作为可变参数传递时，该值将从浮点数提升为双精度数。 对于输入，您传递的是未提升的指针，因此您必须告诉 scanf 是要读取浮点数还是双精度数，因此对于 scanf， %f 表示您要读取浮点数， %lf 表示您要 读取双精度（并且，对于它的价值，对于长双精度，您可以将 %Lf 用于 printf 或 scanf）。C 语言的旧（C99 之前）版本不支持 printf 中的 %lf 格式，这在 printf 和 scanf 中的 double 格式说明符之间造成了表面上的“不一致”。这种表面上的不一致已在 C99 中得到修复。]