本文将深入探讨在java中如何实现二维数组（以乘法表为例）的格式化打印，以解决默认输出缺乏对齐的问题。我们将重点介绍`system.out.printf()`方法及其格式化字符串的用法，特别是如何通过指定字段宽度和对齐方式，生成整齐、易读的表格输出，从而提升代码的可读性和专业性。
Java二维数组的打印挑战
在Java编程中，当我们需要打印二维数组，特别是像乘法表这样需要良好对齐的表格数据时，直接使用System.out.println(Arrays.toString(row))结合字符串替换的方法，往往难以达到理想的格式化效果。例如，考虑一个生成N*N乘法表的场景，如果N=10，我们期望的输出是每个数字都整齐对齐，如下所示：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
...
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100然而，如果使用如下的代码片段来打印：
import static java.lang.System.out;
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
public class MatrixPrinter {
void program() {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
out.print("Give me the size of your wished multiplication table : ");
int a = sc.nextInt();
int[][] multiplication = new int[a][a];
for (int head = 0 ; head < a ; head++) {
int base = head + 1; // base starts from 1
for (int side = 0; side < a ; side++) {
int number = side + 1; // number starts from 1
multiplication[head][side] = base * number;
}
}
// 尝试使用Arrays.toString()和replace()进行打印
for (int[] s : multiplication) {
out.println((Arrays.toString(s)).replace("[","").replace("]",""));
}
sc.close();
}
public static void main(String[] args) {
new MatrixPrinter().program();
}
}其输出结果会是这样：
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30 ...
虽然去除了括号，但逗号依然存在，且数字之间没有固定宽度的对齐，导致视觉上不够整齐。为了实现精确的格式化输出，我们需要借助System.out.printf()方法。
立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；
使用 System.out.printf() 实现格式化输出
System.out.printf()方法是Java中用于格式化输出的强大工具，它允许我们通过格式化字符串来精确控制输出的样式，包括字段宽度、对齐方式、精度等。
核心解决方案
要实现上述乘法表的对齐打印，关键在于使用printf为每个数字指定一个固定的输出宽度，并设置对齐方式。
// 假设 multiplication 是一个已填充的二维 int 数组
for(int[] row : multiplication) {
for(int col : row) {
System.out.printf("%-3d", col); // 打印每个元素，左对齐，占用3个字符宽度
}
System.out.println(); // 每打印完一行后换行
}printf 格式化字符串详解
在上面的代码中，"%-3d"是格式化字符串，它的含义如下：
- %: 标记一个格式说明符的开始。
- -: 标志，表示左对齐。如果省略此标志，则默认是右对齐。
- 3: 字段宽度，表示输出的数字将占用至少3个字符的空间。如果数字本身少于3个字符，则会用空格填充；如果多于3个字符，则会自动扩展以容纳整个数字。
- d: 转换字符，表示要格式化输出的是一个十进制整数（int类型）。
通过%-3d，我们确保了每个数字都占用3个字符的宽度，并且是左对齐的。这样，即使数字的位数不同（如个位数和两位数），它们也能在各自的3字符“槽”内整齐排列。
完整的示例代码
下面是一个完整的Java程序，演示如何生成一个N*N的乘法表，并使用System.out.printf()方法进行格式化打印：
import java.util.Scanner;
public class FormattedMatrixPrinter {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入您希望的乘法表大小 (例如10): ");
int size = sc.nextInt();
// 1. 初始化并填充二维数组（乘法表）
int[][] multiplicationTable = new int[size][size];
for (int i = 0; i < size; i++) {
for (int j = 0; j < size; j++) {
multiplicationTable[i][j] = (i + 1) * (j + 1);
}
}
// 2. 打印格式化的乘法表
System.out.println("\n生成的乘法表如下：");
for (int[] row : multiplicationTable) {
for (int col : row) {
// 使用printf格式化每个数字：左对齐，占用至少3个字符宽度
System.out.printf("%-3d", col);
}
System.out.println(); // 每打印完一行后换行
}
sc.close();
}
}运行上述代码，并输入10，您将看到如下的整齐对齐的输出：
请输入您希望的乘法表大小 (例如10): 10 生成的乘法表如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
注意事项与总结
- 字段宽度选择：选择合适的字段宽度至关重要。如果乘法表中的最大数字是三位数（如1010=100），那么%-3d通常是合适的。如果最大数字是四位数（如3030=900），则可能需要%-4d以确保所有数字都能被容纳并对齐。如果字段宽度小于数字本身的位数，printf会自动扩展以显示完整数字，但可能导致对齐失效。
- 对齐方式：printf支持左对齐（-标志）和右对齐（默认）。根据输出需求选择合适的对齐方式。
- 其他格式化：printf还支持浮点数（%f）、字符串（%s）、字符（%c）等多种数据类型的格式化，以及更复杂的标志（如零填充、精度控制等）。
- 可读性：使用printf可以极大地提高控制台输出的可读性和专业性，尤其是在处理表格或报告类数据时。
通过掌握System.out.printf()方法，您可以轻松地在Java中实现各种复杂的格式化输出需求，使您的程序输出更加清晰和美观。
