如何移除Print函数中的tmp缓冲区与二次std::snprintf调用？

能否移除Print函数中的tmp缓冲区以及对std::snprintf的第二次调用？能否仅通过一次std::snprintf调用实现相同功能？

编译环境：基于arm-none-eabi-g编译，启用C14、O3优化，禁用RTTI与异常，无法使用std::cout。

原代码示例：

// arm-none-eabi-g++ -std=c++14 -O3 -Wall -fno-rtti -fno-exceptions

#include <array>
#include <cstdint>
#include <cstdio>
#include <utility>

void TransmitViaUartAndDma(const char * buffer, int len) {
  // "Embedded World"
  (void)buffer;
  (void)len;
}

constexpr std::size_t buf_size = 64; // = sizeof(buffer)/sizeof(buffer[0])
std::array<char, buf_size> buffer{};

template<typename Arg, typename ...Args>
void Print(Arg&& arg, Args&&... args) {
  std::array<char, buf_size> tmp{};
  int len = std::snprintf(tmp.begin(), buffer.size(),
                                       "%s"
                                       "\n",
                                       std::forward<Arg>(arg));
  // std::printf("len = %d\n", len);
  len = std::snprintf(buffer.begin(), buffer.size(),
                                      tmp.cbegin(),
                                      std::forward<Args>(args)...);
  // std::printf("len = %d\n", len);
  TransmitViaUartAndDma(buffer.cbegin(), len);
}

int main() {
  std::uint32_t val1{222};
  std::uint32_t val2{111};
  Print("%u. %u. Hello, ", val1, val2);
  // std::printf(buffer.cbegin());
  Print("%u. %u. World!", val2, val1);
  // std::printf(buffer.cbegin());
  return 0;
}

// 预期输出：
// 222. 111. Hello, 
// 111. 222. World!

完全可以移除tmp缓冲区和第二次std::snprintf调用，通过一次调用就能实现相同功能。

原代码的逻辑是先把传入的格式字符串和换行符拼接进tmp缓冲区，再以tmp为新的格式字符串填充参数，属于冗余操作。我们可以直接将原格式字符串与换行符合并作为std::snprintf的格式参数，一次性完成格式化：

修改后的Print函数：

template<typename Arg, typename ...Args>
void Print(Arg&& arg, Args&&... args) {
  int len = std::snprintf(buffer.begin(), buffer.size(),
                         "%s\n",
                         std::forward<Arg>(arg),
                         std::forward<Args>(args)...);
  TransmitViaUartAndDma(buffer.cbegin(), len);
}

说明 #

• 原代码中第一次snprintf仅用于拼接格式字符串与换行符，第二次才是真正填充参数。我们直接用"%s\n"作为格式模板，将传入的格式字符串arg作为第一个占位符的参数，后续紧跟原有的args参数，一次调用就完成了格式拼接和参数填充。
• 该修改移除了tmp缓冲区，减少了内存占用和一次函数调用开销，输出结果与原代码完全一致。
• 需注意buf_size要足够容纳格式化后的内容，避免输出被截断。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ge45mue