Printf: format specifier, width আর precision

Amara একটা contest-র leaderboard ছাপছে। ওর নামগুলো নানা দৈর্ঘ্যের, তাই solved কলামটা প্রতি সারিতে অন্য জায়গায় শুরু হয়। পুরো জিনিসটা দেখতে কাটাছেঁড়া চিঠির মতো। ও বিশ মিনিট ধরে হাতে ফাঁকা জায়গা বসাচ্ছে।

সমাধানটা চারটা অক্ষর। 1972 সাল থেকে printf-র ভিতরে ছোট একটা সাজানোর ভাষা আছে, আর প্রায় কাউকেই ওটা ঠিকমতো শেখানো হয় না। এই lesson ওটা ঠিকমতো শেখায়।

Format string মানে ফুটো করা কিছু লেখা

printf-র প্রথম argument একটা ছাঁচ। এর সবকিছুই যেমন আছে তেমনই ছাপা হয়, কেবল % দিয়ে শুরু হওয়া অংশটা ছাড়া, যেটা একটা conversion specification: একটা ফুটো, সাথে সেটা ভরার নির্দেশ।

Format string-র পরের মানগুলো ফুটোগুলো ক্রম ধরে ভরে। চলার সময় কোনো যাচাই হয় না, আর এই একটা কথা থেকেই এই lesson-র প্রতিটা ভুল আসে।

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

flags        -  ঘরের ভিতরে বাঁয়ে সাজানো
             0  ফাঁকা জায়গার বদলে শূন্য দিয়ে ঘর ভরা
             +  ধনাত্মক হলেও সবসময় চিহ্ন ছাপা
                একটা ফাঁকা জায়গা, যোগ চিহ্নের জায়গায় ফাঁকা ছাপা

width        একটা পূর্ণসংখ্যা: সবচেয়ে কম কত অক্ষর লাগবে

.precision   float-র জন্য, দশমিকের পরে কয় অঙ্ক
             string-র জন্য, বড়জোর কয় অক্ষর ছাপা হবে

conversion   d  i  একটা signed int            u  একটা unsigned int
             ld    একটা long                  lld   একটা long long
             f     double, স্থির দশমিক          e  double, বৈজ্ঞানিক
             g     double, যেটা ছোট হয়
             c     একটা অক্ষর                  s   একটা string
             x  X  hexadecimal, ছোট বা বড় হাতের
             o     octal                      p   একটা pointer
             zu    একটা size_t                %%  একটা শতাংশ চিহ্ন

Width মানে একটা মান সবচেয়ে কম যত ঘর নেবে

Width মানটাকে ফাঁকা জায়গা দিয়ে ভরাট করে, যতক্ষণ না ঘরটা ওই চওড়া হয়। Default-এ ভরাটটা বাঁ দিকে বসে, তাই মানটা ঘরের ডান দিকে গিয়ে দাঁড়ায়।

দুইটা flag এটা বদলায়। Minus চিহ্ন ভরাটটা ডান দিকে সরায়, তাই মানটা বাঁয়ে বসে। Zero ফাঁকার বদলে শূন্য দিয়ে ভরে, যেটা কেবল সংখ্যার জন্যই অর্থবহ।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("[%d]\n", 42);
    printf("[%8d]\n", 42);
    printf("[%-8d]\n", 42);
    printf("[%08d]\n", 42);
    printf("[%+d]\n", 42);
    printf("[% d]\n", 42);
    printf("[%8.3f]\n", 3.14159);
    printf("[%-8.3f]\n", 3.14159);
    printf("[%.3s]\n", "Progsity");
    printf("[%%]\n");
    return 0;
}

[42]
[      42]
[42      ]
[00000042]
[+42]
[ 42]
[   3.142]
[3.142   ]
[Pro]
[%]

ওই output-র প্রতিটা তৃতীয় বন্ধনী ঠিক সেখানেই, যেখানে ঘরটা শুরু আর শেষ হয়। মাঝের অক্ষর গুনে দেখো, প্রতিটা নিয়ম নিজেই বুঝিয়ে দেয়।

নবম লাইনটাই চমক। String-র বেলায় precision সবচেয়ে কম না, সবচেয়ে বেশি কত, তাই %.3s আটটার মধ্যে তিনটা অক্ষর ছেপেছে।

শেষ লাইনটা হলো শতাংশ চিহ্ন ছাপার উপায়। একা একটা % specifier শুরু করে দেয়, তাই তুমি দুইটা লেখো।

Precision দুই রকম জিনিস বোঝায়

Float-এ precision মানে দশমিকের পরে কয় অঙ্ক, আর মানটা তাতে আঁটার জন্য গোল করা হয়। টাকা আর মাপজোকের প্রায় প্রতিটা problem %.2f গড়নটাই চায়।

String-এ precision মানে বড়জোর কয়টা অক্ষর ছাপা হবে, আর বাকিটা বাদ পড়ে।

Integer-এ precision মানে সবচেয়ে কম কয় অঙ্ক, শূন্য দিয়ে ভরাট করে, যেটা কেউ কমই চায় আর চিনে রাখা ভালো।

তাই একই দুইটা অক্ষরের মানে গোল করা, কেটে দেওয়া বা ভরাট করা, আর সেটা ঠিক করে তিন ঘর ডানের একটা অক্ষর।

মিলে থাকা table মানে কেবল width, আর কিছু না

Amara-র leaderboard-এ প্রতিটা কলামের একটা করে width লাগবে, আর লেখার কলামটায় minus flag লাগবে যাতে নামগুলো একই জায়গা থেকে শুরু হয়।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%-14s%8s%10s\n", "PLAYER", "SOLVED", "PENALTY");
    printf("%-14s%8d%10d\n", "Amara", 9, 412);
    printf("%-14s%8d%10d\n", "Kenji", 9, 1207);
    printf("%-14s%8d%10d\n", "Zara", 7, 388);
    printf("%-14s%8d%10d\n", "Bob", 2, 44);
    return 0;
}

PLAYER          SOLVED   PENALTY
Amara                9       412
Kenji                9      1207
Zara                 7       388
Bob                  2        44

একটাই format string, পাঁচবার ব্যবহার করা। Header সারিতে সংখ্যার কলামের শিরোনামের জন্য %s দেওয়া, আর এই কারণেই পাঁচ লাইনেই width মিলে যায়।

খেয়াল করো, specifier-গুলোর মাঝে কোনো ফাঁকা জায়গা নেই। Width আগেই ফাঁকটুকু দিচ্ছে, আর তার সাথে ফাঁকা জায়গা যোগ করলেই table এক অক্ষর সরে যায়।

Printf তোমাকে একটা সংখ্যা ফেরত দেয়

এটা প্রায় কেউ জানে না। printf ফেরত দেয় ও কয়টা অক্ষর লিখল, আর লেখা ব্যর্থ হলে একটা ঋণাত্মক সংখ্যা।

বেশির ভাগ program ওটা গ্রাহ্য করে না, আর সেটা ঠিক আছে। "ওই লাইনটা কত চওড়া ছিল" প্রশ্নের এটাই সৎ উত্তর। আর এটা এজন্যও জরুরি যে পরের lesson-এ scanf-কে ঠিকভাবে ব্যবহার করাই হয় ফেরত পাওয়া মান দিয়ে।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int written = printf("Amara scored %d\n", 97);

    printf("that line was %d characters long\n", written);
    printf("a %%d holds %d, a %%x holds %x, a %%o holds %o\n", 255, 255, 255);
    printf("a size_t needs %%zu: %zu\n", sizeof(int));
    return 0;
}

Amara scored 97
that line was 16 characters long
a %d holds 255, a %x holds ff, a %o holds 377
a size_t needs %zu: 4

ষোলোটা অক্ষর: চোদ্দটা দেখা যায়, সাথে newline, সাথে 97-র দ্বিতীয় অঙ্কটা। নিজে গুনে দেখো, কারণ ওই লাইনটার মানেই এটা।

তৃতীয় লাইনটা একটা মান তিনটা base-এ তিনবার ছাপে। Module 3-র lesson 1 ওই base-গুলো literal হিসেবে লিখেছিল; এখানে সেগুলো আবার পড়া হচ্ছে।

চতুর্থটা %zu ব্যবহার করে, যেটা sizeof-র দেওয়া type-র specifier। Module 2-র lesson 5 ওটা চিনিয়েছিল, আর এটা এই তালিকায় আছে কারণ সেখানে %d এমন একটা ভুল যেটা কেউ ধরিয়ে দেবে না।

Specifier আর মান যখন মেলে না

Specifier printf-কে বলে কয় byte নিতে হবে আর সেগুলো কীভাবে পড়তে হবে। ওটা ভুল হলেও printf ওই byte-গুলোই নেয় আর ওভাবেই পড়ে।

যে format যাচাই এটা ধরে সেটা থাকে -Wall-র পিছনে, আর Playground compile করে gcc -O2 -std=c17 -lm দিয়ে, কোনো -Wall ছাড়া। তাই Playground-এ এই ধরনের ভুল একদম নীরব, compile-র সময়েও আর চলার সময়েও।

এটা Playground এড়িয়ে চলার কারণ না। এটা নিচের চারটা অমিল চোখে চিনে রাখার কারণ, কারণ ওগুলো খুঁজতে তুমি কোনো সাহায্য পাবে না।

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int marks = 7;

    printf("|%d|\n", marks);
    printf("|%4d|\n", marks);
    printf("|%-4d|\n", marks);
    return 0;
}

|7|
|   7|
|7   |

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%-10s%5s%10s\n", "ITEM", "QTY", "TAKA");
    printf("%-10s%5d%10.2f\n", "rice", 12, 45.00);
    printf("%-10s%5d%10.2f\n", "oil", 3, 120.50);
    printf("%-10s%5d%10.2f\n", "salt", 7, 2.50);
    printf("%-10s%5d%10.2f\n", "TOTAL", 22, 1083.50);
    return 0;
}

ITEM        QTY      TAKA
rice         12     45.00
oil           3    120.50
salt          7      2.50
TOTAL        22   1083.50

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    unsigned int reg = 48879;

    printf("dec:%10u\n", reg);
    printf("hex:%10x\n", reg);
    printf("HEX:%10X\n", reg);
    printf("oct:%10o\n", reg);
    printf("padded hex: 0x%08X\n", reg);
    return 0;
}

dec:     48879
hex:      beef
HEX:      BEEF
oct:    137357
padded hex: 0x0000BEEF

double price = 12.5;
printf("%d\n", price);

printf("marks %d and %d\n", 90);

printf("VAT is 15% of the bill\n");

long long total = 5000000000;
printf("%d\n", total);
printf("%d\n", sizeof(int));

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("[%5.2f]\n", 3.14159);
    printf("[%5.2f]\n", 1234.5678);
    printf("[%.2f]\n", 3.14159);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    unsigned int n = 0;
    scanf("%u", &n);

    /* Four lines, four bases, one width. */

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    /* One format string, used six times. Start from the example above. */

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    double a = 0.0;
    double b = 0.0;
    double c = 0.0;
    scanf("%lf %lf %lf", &a, &b, &c);

    /* Three printf calls, one width and one precision each. */

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int written = printf("Progsity Learn, C track\n");

    /* One more printf, using written. */

    return 0;
}

এরপর তুমি পুরো জিনিসটা উল্টে দিয়ে মান পড়বে, যেখানে একই format ভাষার একটা বাড়তি নিয়ম আর একটা বিখ্যাত ফাঁদ আছে।