Java 格式化輸出完全指南：printf、Formatter、String.format 與十六進制工具實戰

Java 5 引入的格式化家族

Java 5 以前拼接字串只能用 +，既醜陋又難對齊。printf、format、Formatter、String.format 提供了 C 風格的強大格式化能力。

三種等價的調用方式

int x = 5; double y = 3.141592;

// 1. PrintStream.printf (最常用)
System.out.printf("x = %d, y = %f%n", x, y);

// 2. PrintStream.format (printf 內部調用它)
System.out.format("x = %d, y = %f%n", x, y);

// 3. String.format (返回字串，不直接輸出)
String s = String.format("x = %d, y = %f", x, y);
System.out.println(s);
// 輸出均為: x = 5, y = 3.141592

Formatter 類：底層引擎

所有格式化最終委派給 java.util.Formatter。可指定輸出目標 (輸出流、文件、StringBuilder)。

StringBuilder sb = new StringBuilder();
Formatter fmt = new Formatter(sb);
fmt.format("Name: %s, Age: %d", "huhx", 22);
fmt.close(); // 釋放資源
System.out.println(sb); // Name: huhx, Age: 22

格式化說明符完整語法

%[argument_index$][flags][width][.precision]conversion

常用轉換字符對照表

實戰：對齊表格輸出

Formatter f = new Formatter(System.out);
// %-15s : 左對齊，寬度15
// %5d   : 右對齊，寬度5
// %10.2f: 右對齊，寬度10，保留2位小數
f.format("%-15s %5s %10s%n", "Name", "Age", "Score");
f.format("%-15s %5d %10.2f%n", "Alice", 20, 92.5);
f.format("%-15s %5d %10.2f%n", "Bob", 22, 85.0);
f.close();

Name              Age      Score
Alice             20      92.50
Bob               22      85.00

精度對不同類型的差異行為

• String：%.4s 只取前 4 字符。
• 浮點數：%.2f 保留 2 位小數 (四捨五入/補零)。
• 整數：不能使用精度，會拋 IllegalFormatPrecisionException。

實用工具：字節碼十六進制查看器

public class HexDump {
    public static String format(byte[] data) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            if (i % 16 == 0) {
                sb.append(String.format("%05x: ", i)); // 偏移地址
            }
            sb.append(String.format("%02x ", data[i])); // 字節值
            if (i % 16 == 15 || i == data.length - 1) {
                sb.append("\n");
            }
        }
        return sb.toString();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        String s = "my name is huhx, welcome to my blog";
        System.out.println(format(s.getBytes()));
    }
}

00000: 6d 79 20 6e 61 6d 65 20 69 73 20 68 75 68 78 2c 
00010: 20 77 65 6c 63 6f 6d 65 20 74 6f 20 6d 79 20 62 
00020: 6c 6f 67 

最佳實踐建議

1. 優先使用 System.out.printf / String.format，代碼簡潔。
2. 需重複使用格式器或輸出到非標準流時，直接用 Formatter。
3. 對齊報表、日誌固定寬度字段、網絡協議構造、十六進制調試 —— 格式化是首選。
4. 注意 % 需轉義為 %%，換行用 %n 而非 \n 以保跨平台。