Shell printf 命令

上一章节我们学习了 Shell 的 echo 命令，本章节我们来学习 Shell 的另一个输出命令 printf。

printf（print formatted）是一个用于格式化输出的 Shell 命令，它源自 C 语言的 printf() 函数。

与echo不同，printf 不会自动添加换行符，并且可以精确控制输出的格式。

printf 由 POSIX 标准所定义，因此使用 printf 的脚本比使用 echo 移植性好。

printf 使用引用文本或空格分隔的参数，外面可以在 printf 中使用格式化字符串，还可以制定字符串的宽度、左右对齐方式等。默认的 printf 不会像 echo 自动添加换行符，我们可以手动添加 \n。

为什么使用printf？

  1. 格式控制：可以指定字段宽度、精度和对齐方式
  2. 类型安全：不同类型的数据（整数、浮点数、字符串等）有对应的格式说明符
  3. 可移植性：行为在不同系统和Shell中更加一致
  4. 复杂输出：适合生成表格、报表等结构化输出

基本语法

printf 命令的语法：

printf  format-string  [arguments...]

参数说明：

  • format-string：包含普通字符和格式说明符的字符串
  • arguments...：与格式说明符对应的变量或值

格式说明符由 % 字符开始，后跟一个或多个字符，用于指定输出的格式。常用的格式说明符包括：

  • %s：字符串
  • %d：十进制整数
  • %f：浮点数
  • %c：字符
  • %x：十六进制数
  • %o：八进制数
  • %b：二进制数
  • %e：科学计数法表示的浮点数

工作流程

  1. 解析格式字符串，遇到普通字符直接输出
  2. 遇到格式说明符（以%开头）时：
    • 读取下一个参数
    • 按照说明符指定的格式处理该参数
    • 将结果插入到输出中
  3. 处理完所有格式说明符后，输出最终结果

实践示例

1. 基本使用

实例

# 简单字符串输出
printf "Hello, World!\n"

# 带变量的输出
name="Alice"
printf "Hello, %s\n" "$name"

执行与输出：

实例

$ bash script.sh
Hello, World!
Hello, Alice

2. 常用格式说明符

实例

# 整数
printf "Decimal: %d\nHex: %x\nOctal: %o\n" 255 255 255

# 浮点数
printf "Float: %f\nScientific: %e\n" 3.14159 3.14159

# 字符串
printf "Name: %s\n" "Bob"

# 字符
printf "First letter: %c\n" "A"

执行结果：

Decimal: 255
Hex: ff
Octal: 377
Float: 3.141590
Scientific: 3.141590e+00
Name: Bob
First letter: A

3. 格式化控制

实例

# 字段宽度和对齐
printf "|%10s|\n|%-10s|\n" "right" "left"

# 数字前导零
printf "Year: %04d\n" 23

# 浮点数精度
printf "Pi: %.2f\n" 3.14159

执行结果：

|     right|
|left      |
Year: 0023
Pi: 3.14

4. 多参数处理

实例

printf "%-10s %5d %8.2f\n" "Apple" 5 2.5 "Orange" 3 1.75

执行结果：

Apple          5     2.50
Orange         3     1.75

扩展应用

1. 创建表格输出

实例

#!/bin/bash

# 表头
printf "%-15s %10s %10s %10s\n" "Item" "Quantity" "Price" "Total"

# 分隔线
printf "%-15s %10s %10s %10s\n" "---------------" "----------" "----------" "----------"

# 数据行
printf "%-15s %10d %10.2f %10.2f\n" "Notebook" 3 2.50 7.50
printf "%-15s %10d %10.2f %10.2f\n" "Pen" 5 1.20 6.00
printf "%-15s %10d %10.2f %10.2f\n" "Eraser" 2 0.50 1.00

# 总计行
printf "%-15s %10s %10s %10.2f\n" "" "" "Total:" 14.50

输出效果：

Item            Quantity      Price      Total
--------------- ---------- ---------- ----------
Notebook               3       2.50       7.50
Pen                    5       1.20       6.00
Eraser                 2       0.50       1.00
                       Total:             14.50

2. 进度条实现

实例

#!/bin/bash

for i in {1..20}; do
    printf "\rProgress: [%-20s] %d%%" $(printf "%${i}s" | tr ' ' '#') $((i*5))
    sleep 0.1
done
printf "\n"

执行效果：显示一个逐渐增长的进度条

3. 颜色输出

实例

#!/bin/bash

RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
NC='\033[0m' # No Color

printf "${RED}Error:${NC} Something went wrong\n"
printf "${GREEN}Success:${NC} Operation completed\n"

4. 格式输出

接下来,我来用一个脚本来体现 printf 的强大功能：

实例

#!/bin/bash
# author:菜鸟教程
# url:www.runoob.com
 
printf "%-10s %-8s %-4s\n" 姓名 性别 体重kg  
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭靖 男 66.1234
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 杨过 男 48.6543
printf "%-10s %-8s %-4.2f\n" 郭芙 女 47.9876

执行脚本，输出结果如下所示：

姓名     性别   体重kg
郭靖     男      66.12
杨过     男      48.65
郭芙     女      47.99

%s %c %d %f 都是格式替代符，％s 输出一个字符串，％d 整型输出，％c 输出一个字符，％f 输出实数，以小数形式输出。

%-10s 指一个宽度为 10 个字符（- 表示左对齐，没有则表示右对齐），任何字符都会被显示在 10 个字符宽的字符内，如果不足则自动以空格填充，超过也会将内容全部显示出来。

%-4.2f 指格式化为小数，其中 .2 指保留 2 位小数。

实例

#!/bin/bash
# author:菜鸟教程
# url:www.runoob.com
 
# format-string为双引号
printf "%d %s\n" 1 "abc"

# 单引号与双引号效果一样
printf '%d %s\n' 1 "abc"

# 没有引号也可以输出
printf %s abcdef

# 格式只指定了一个参数，但多出的参数仍然会按照该格式输出，format-string 被重用
printf %s abc def

printf "%s\n" abc def

printf "%s %s %s\n" a b c d e f g h i j

# 如果没有 arguments，那么 %s 用NULL代替，%d 用 0 代替
printf "%s and %d \n"

执行脚本，输出结果如下所示：

1 abc
1 abc
abcdefabcdefabc
def
a b c
d e f
g h i
j  
 and 0

printf 的转义序列

序列说明
\a警告字符，通常为ASCII的BEL字符
\b后退
\c抑制（不显示）输出结果中任何结尾的换行字符（只在%b格式指示符控制下的参数字符串中有效），而且，任何留在参数里的字符、任何接下来的参数以及任何留在格式字符串中的字符，都被忽略
\f换页（formfeed）
\n 换行
\r回车（Carriage return）
\t水平制表符
\v垂直制表符
\\一个字面上的反斜杠字符
\ddd 表示1到3位数八进制值的字符。仅在格式字符串中有效
\0ddd表示1到3位的八进制值字符

实例

$ printf "a string, no processing:<%s>\n" "A\nB"
a string, no processing:<A\nB>

$ printf "a string, no processing:<%b>\n" "A\nB"
a string, no processing:<A
B>

$ printf "www.runoob.com \a"
www.runoob.com $                  #不换行

总结要点

关键知识回顾

概念 说明 示例
基本语法 printf "format" args printf "%s" "hello"
格式说明符 以%开头，指定数据类型和格式 %d(整数), %f(浮点数)
转义字符 特殊字符表示 \n(换行), \t(制表符)
字段宽度 控制输出最小宽度 %10s(10字符宽)
精度控制 浮点数小数位数 %.2f(2位小数)

常用格式说明符速查表

说明符 用途 示例输入 示例输出
%s 字符串 "text" text
%d 十进制整数 255 255
%x 十六进制整数 255 ff
%f 浮点数 3.14159 3.141590
%.2f 2位小数 3.14159 3.14
%c 单个字符 "A" A
%% 百分号 - %