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{fmt}开源格式化库：快速安全，性能卓越，众多知名项目都在用！

{fmt} 是一个开源的格式化库，为 C 语言的 stdio 和 C++ 的 iostreams 提供了一种快速且安全的替代方案。

文档与问答

可在 StackOverflow 上使用标签 `fmt` 提问，获取文档速查表；还能在 Compiler Explorer 中尝试使用 {fmt}。

特性

{fmt} 具有众多出色特性：

• 拥有简单的格式化 API，支持使用位置参数进行本地化。
• 实现了 C++20 的 `std::format` 和 C++23 的 `std::print`，是 C++ 标准实现。
• 格式字符串语法与 Python 的 `format` 类似，有类似 Python 的格式化字符串语法。
• 运用 Dragonbox 算法，是快速的 IEEE 754 浮点数格式化器，保证正确的舍入、简洁性和往返性。
• 提供跨平台的 Unicode 支持，具备可移植的 Unicode 特性。
• 是安全的 printf 实现，包括对位置参数的 POSIX 扩展。
• 支持用户自定义类型，具备可扩展性。
• 高性能，比常见标准库实现的 `(s)printf`、iostreams、`to_string` 和 `to_chars` 更快，详情可查看速度测试和“每秒将一亿个整数转换为字符串”的测试。
• 代码体积小，在最小配置下，源代码仅由三个文件（`base.h`、`format.h` 和 `format-inl.h`）组成，编译后的代码体积也很小，具体可查看编译时间和代码膨胀测试。
• 可靠性高，拥有大量测试用例，并持续进行模糊测试。
• 安全性强，完全类型安全，格式字符串中的错误可在编译时报告，自动内存管理可防止缓冲区溢出错误。
• 易于使用，代码库小巧且自包含，无外部依赖，采用宽松的 MIT 许可证。
• 跨平台兼容性好，在不同平台上输出一致，支持旧版本编译器。
• 代码干净无警告，即使在 `-Wall -Wextra -pedantic` 等高警告级别下，代码库也不会产生警告。
• 默认与区域设置无关，无需考虑区域设置的影响。
• 可通过 `FMT_HEADER_ONLY` 宏启用可选的仅头文件配置。

更多详情请查看文档。

示例

输出到标准输出

#include <fmt/core.h>int main() { fmt::print("Hello, world!\n");}

格式化字符串

std::string s = fmt::format("The answer is {}.", 42); // s == "The answer is 42."

使用位置参数格式化字符串

std::string s = fmt::format("I'd rather be {1} than {0}.", "right", "happy"); // s == "I'd rather be happy than right."

输出日期和时间

#include <fmt/chrono.h>int main() { auto now = std::chrono::system_clock::now(); fmt::print("Date and time: {}\n", now); fmt::print("Time: {:%H:%M}\n", now);}

输出结果：

Date and time: 2023-12-26 19:10:31.557195597Time: 19:10

输出容器

#include <fmt/ranges.h>#include <vector>int main() { std::vector<int> v = {1, 2, 3}; fmt::print("{}\n", v);}

输出结果：

[1, 2, 3]

在编译时检查格式字符串

std::string s = fmt::format("{:d}", "I am not a number");}

在 C++20 中，这会导致编译时错误，因为 `d` 是字符串的无效格式说明符。

单线程写入文件

#include <fmt/os.h>int main() { auto out = fmt::output_file("guide.txt"); out.print("Don't {}", "Panic");}

这比 `fprintf` 快达 9 倍。

带颜色和文本样式输出

#include <fmt/color.h>int main() { fmt::print(fg(fmt::color::crimson) | fmt::emphasis::bold, "Hello, {}!\n", "world"); fmt::print(fg(fmt::color::floral_white) | bg(fmt::color::slate_gray) | fmt::emphasis::underline, "Olá, {}!\n", "Mundo"); fmt::print(fg(fmt::color::steel_blue) | fmt::emphasis::italic, "你好{}！\n", "世界");}

在支持 Unicode 的现代终端上的输出效果更佳。

基准测试

速度测试

{fmt} 是基准测试方法中最快的，比 `printf` 快约 50%。上述结果是在 macOS 15.6.1 上使用 `clang++ -O3 -DNDEBUG -DSPEED_TEST -DHAVE_FORMAT` 编译 `tinyformat_test.cpp` 并取三次运行的最佳结果得出的。在测试中，格式字符串 `"%0.10f:%04d:%+g:%s:%p:%c:%%\n"` 或等效字符串被填充 200 万次，输出结果发送到 `/dev/null`，更多详情可参考源代码。

在 IEEE754 浮点数和双精度数格式化方面（`dtoa-benchmark`），{fmt} 比 `std::ostringstream` 和 `sprintf` 快 20 - 30 倍，也比 `double-conversion` 和 `ryu` 更快。

编译时间和代码膨胀

`format-benchmark` 中的 `bloat-test.py` 脚本用于测试非平凡项目的编译时间和代码膨胀情况。它生成 100 个翻译单元，并在每个单元中使用 `printf()` 或其替代方案 5 次，以模拟一个中等规模的项目。以下是在 Apple clang version 15.0.0 (clang - 1500.1.0.2.5)、macOS Sonoma 系统上三次运行的最佳结果：

优化构建 (-O3)

{fmt} 编译速度快，在每次调用的二进制大小方面与 `printf` 相当（在该系统上误差在舍入范围内）。

非优化构建

为了仅比较格式化函数的开销，`libc`、`lib(std)c++` 和 `libfmt` 均作为共享库链接。Boost Format 是仅头文件的库，因此不提供链接选项。

运行测试

若要运行测试，需参考“构建库”部分，了解如何构建库并运行单元测试。基准测试位于单独的仓库 `format-benchmark` 中，要运行基准测试，首先需要克隆该仓库并使用 CMake 生成 Makefile：

$ git clone --recursive https://github.com/fmtlib/format-benchmark.git$ cd format-benchmark$ cmake .

然后可以运行速度测试：

$ make speed-test

或者运行代码膨胀测试：

$ make bloat-test

代码迁移

clang - tidy v18 提供了 `modernize-use-std-print` 检查，若进行相应配置，它能够将 `printf` 和 `fprintf` 的调用转换为 `fmt::print`（默认转换为 `std::print`）。

使用该库的知名项目

众多知名项目都在使用 {fmt} 库：

• 0 A.D.：一款免费、开源、跨平台的实时策略游戏。
• AMPL/MP：一个用于数学编程的开源库。
• Apple's FoundationDB：一个开源的分布式事务性键值存储。
• Aseprite：动画精灵编辑器和像素艺术工具。
• AvioBook：一套全面的飞机运营套件。
• Blizzard Battle.net：一个在线游戏平台。
• Celestia：太空实时 3D 可视化工具。
• Ceph：一个可扩展的分布式存储系统。
• ccache：一个编译器缓存。
• ClickHouse：一个分析型数据库管理系统。
• ContextVision：医学成像软件。
• Contour：一个现代终端模拟器。
• CUAUV：康奈尔大学的自主水下航行器。
• Drake：一个用于非线性动力系统的规划、控制和分析工具箱（麻省理工学院）。
• Envoy：C++ 的 L7 代理和通信总线（Lyft）。
• FiveM：GTA V 的修改框架。
• fmtlog：一个高性能的 fmtlib 风格的日志库，延迟可达纳秒级。
• Folly：Facebook 的开源库。
• GemRB：Bioware 无限引擎的便携式开源实现。
• Grand Mountain Adventure：一款精美的开放世界滑雪和单板滑雪游戏。
• HarpyWar/pvpgn：经过优化的玩家对战游戏网络。
• KBEngine：一个开源的大型多人在线游戏（MMOG）服务器引擎。
• Keypirinha：Windows 的语义启动器。
• Kodi（原 xbmc）：家庭影院软件。
• Knuth：高性能的比特币全节点。
• libunicode：一个现代的 C++17 Unicode 库。
• MariaDB：关系型数据库管理系统。
• Microsoft Verona：用于并发所有权的研究性编程语言。
• MongoDB：分布式文档数据库。
• MongoDB Smasher：一个用于生成随机数据集的小工具。
• OpenSpace：一个开源的天文可视化框架。
• PenUltima Online (POL)：一个与大多数《网络创世纪》客户端兼容的 MMO 服务器。
• PyTorch：一个开源的机器学习库。
• quasardb：一个分布式、高性能的关联数据库。
• Quill：异步低延迟日志库。
• QKW：将别名泛化以简化导航，并执行复杂的多行终端命令序列。
• redis - cerberus：一个 Redis 集群代理。
• redpanda：一个比 Kafka® 快 10 倍的关键任务系统替代方案，用 C++ 编写。
• rpclib：一个现代的 C++ msgpack - RPC 服务器和客户端库。
• Salesforce Analytics Cloud：商业智能软件。
• Scylla：一个与 Cassandra 兼容的 NoSQL 数据存储，单服务器每秒可处理 100 万笔交易。
• Seastar：一个先进的开源 C++ 框架，用于现代硬件上的高性能服务器应用程序。
• spdlog：超快速的 C++ 日志库。
• Stellar：金融平台。
• Touch Surgery：手术模拟器。
• TrinityCore：开源的大型多人在线角色扮演游戏（MMORPG）框架。
• 🐙 userver framework：开源的异步框架，拥有丰富的抽象和数据库驱动。
• Windows Terminal：全新的 Windows 终端。

如果您知道其他使用该库的项目，请通过电子邮件或提交问题告知。

维护者

{fmt} 库由 Victor Zverovich（vitaut）维护，同时也有许多其他人员做出了贡献。部分贡献者和版本信息可查看“贡献者”和“版本发布”部分。如果您的贡献未被列出或提及有误，请告知，我们会及时更正。