C语言从入门到精通 第四章（数据的输入和输出）

  写在前面：

1. 本系列专栏主要介绍C语言的相关知识，思路以下面的参考链接教程为主，大部分笔记也出自该教程。
2. 除了参考下面的链接教程以外，笔者还参考了其它的一些C语言教材，笔者认为重要的部分大多都会用粗体标注（未被标注出的部分可能全是重点，可根据相关部分的示例代码量和注释量判断，或者根据实际经验判断）。
3. 如有错漏欢迎指出。

参考教程：C语言程序设计从入门到进阶【比特鹏哥c语言2024完整版视频教程】（c语言基础入门c语言软件安装C语言指针c语言考研C语言专升本C语言期末计算机二级C语言c语言_哔哩哔哩_bilibili

一、概述

1、输入输出的概念

（1）从前面的程序可以看到，一个能实现一定功能的程序基本都包含输入输出，至少没有输出的程序是没有任何意义的。

（2）所谓输入输出是以计算机为主体而言的，从计算机向输出设备（如显示器、打印机）输出数据的过程称为输出，从输入设备（如键盘、光盘、扫描仪）向计算机输入数据的过程称为输入。

2、C语言中实现输入和输出

（1）C语言本身不提供输入输出语句，输入和输出操作是由C标准函数库中的函数来实现的。

（2）在C标准库中提供了一些输入输出函数，例如printf函数和scanf函数，需要注意的是，它们并不是C语言的关键字，只是库函数的名字而已。

（3）C语言函数库中有一批标准输入输出函数，它是以标准的输入输出设备（一般为终端设备）为输入输出对象的，其中有putchar（输出字符）、getchar（输入字符）、printf（输出）、scanf（格式输入）、puts（输出字符串）和gets（输入字符串）。

（4）使用C语言函数库中的标准输入输出函数时，需要在程序文件的开头用预处理指令“#include <文件名>”把头文件stdio.h放在本程序中。

二、用printf函数输出数据

1、printf函数的一般格式

        printf(格式控制, 输出表列)

（1）“格式控制”是用双撇号括起来的一个字符串，称为格式控制字符串，简称格式字符串，它包含两个信息：

①格式声明。格式声明由“%”和格式字符组成，如“%d”、“%f”等，它的作用是将输出的数据转换为指定的格式后输出。

②普通字符。普通字符即需要在输出时原样输出的字符。

（2）输出表列是程序需要输出的一些数据（逗号分隔），可以是常量、变量或表达式。

（3）下面是printf函数的一个具体例子，底纹为蓝色的就是格式声明，它们按顺序对应后面输出表列（逗号分隔）中的表达式，输出时格式声明会分别被它们所对应的表达式的内容所替换，其它的都是非格式声明的普通字符，它们全部按原样输出。

（4）由于printf是函数，因此格式字符串和输出表列实际上都是函数的参数。

2、常用的格式字符

（1）d格式符：用来输出一个有符号的十进制整数，在输出时按十进制整型数据的实际长度输出，正数的符号不输出。

①%d：不指定输出数据的长度，由系统根据数据的实际情况决定数据所占的列数。

②%md：指定输出数据所占的列数为m，如果指定的列数小于实际数据长度，则以实际数据长度输出；如果指定的列数大于实际数据长度，则在指定数据长度内以右对齐的方式输出。

③%-md：指定输出数据所占的列数为m，如果指定的列数小于实际数据长度，则以实际数据长度输出；如果指定的列数大于实际数据长度，则在指定数据长度内以左对齐的方式输出。

（2）c格式符：用来输出一个字符。

（3）s格式符：用来输出一个字符串。

（4）f格式符：用来输出实数（包括单精度、双精度、长双精度），以小数形式输出。

①%f：不指定输出数据的长度，由系统根据数据的实际情况决定数据所占的列数，系统处理的方法一般是把实数中的整数部分全部输出，小数部分输出6位。

②%m.nf：指定数据宽度和小数位数，并且输出的数据在输出数据宽度内向右对齐，“%m.nf”表示指定输出的数据占m列，其中包括n位小数，对其后一位采取四舍五入方法处理。

③%-m.nf：指定数据宽度和小数位数，并且输出的数据在输出数据宽度内向左对齐，“%-m.nf”表示指定输出的数据占m列，其中包括n位小数，对其后一位采取四舍五入方法处理。

（5）e格式符：指定以指数形式输出实数。（用“e”格式符时指数用“e”表示，用“E”格式符时指数用“E”表示）

①%e：不指定输出数据的长度，系统处理的方法一般是给出数字部分的小数位为6位，指数部分占5列，数值按标准化指数形式（小数点前有且只有1位非零数字）输出。

②%m.ne：指定数据宽度和小数位数，并且输出的数据在输出数据宽度内向右对齐，“%m.nf”表示指定输出的数据占m列，其中包括n位小数，对其后一位采取四舍五入方法处理。

③%-m.ne：指定数据宽度和小数位数，并且输出的数据在输出数据宽度内向左对齐，“%-m.ne”表示指定输出的数据占m列，其中包括n位小数，对其后一位采取四舍五入方法处理。

（6）u格式符：用来输出一个无符号的十进制整数，在输出时按十进制整型数据的实际长度输出，正数的符号不输出。

①%u：不指定输出数据的长度，由系统根据数据的实际情况决定数据所占的列数。

②%mu：指定输出数据所占的列数为m，如果指定的列数小于实际数据长度，则以实际数据长度输出；如果指定的列数大于实际数据长度，则在指定数据长度内以右对齐的方式输出。

③%-mu：指定输出数据所占的列数为m，如果指定的列数小于实际数据长度，则以实际数据长度输出；如果指定的列数大于实际数据长度，则在指定数据长度内以左对齐的方式输出。

（7）p格式符：用来输出一个用十六进制数表示的地址，通常用来输出指针变量。

（8）%格式符：用来输出一个百分号，它不对应输出表列。

3、其它格式字符

（1）i格式符：作用与d格式符相同，但是一般习惯使用d格式符。

（2）o格式符：将内存单元中的各位的值（0或1）按八进制形式输出，输出的数值不带符号，即将符号位也一起作为八进制数的一部分输出，不输出前导符“0”。

（3）x格式符：将内存单元中的各位的值（0或1）按十六进制形式输出，输出的数值不带符号，即将符号位也一起作为十六进制数的一部分输出，十六进制数的a~f以小写形式输出，不输出前导符“0x”。

（4）X格式符：将内存单元中的各位的值（0或1）按十六进制形式输出，输出的数值不带符号，即将符号位也一起作为十六进制数的一部分输出，十六进制数的A~F以大写形式输出，不输出前导符“0X”。

（5）g格式符：用来输出浮点数，系统自动在f格式和e格式中选择输出长度较短的格式，不输出无意义的0。（用“g”格式符时指数用“e”表示，用“G”格式符时指数用“E”表示）

4、格式附加字符

（1）综合上面的介绍，格式声明的一般形式可以表示为

        % <附加字符><格式字符>

（2）printf函数中用到的格式附加字符：

（3）正确使用格式附加字符可以避免在输出变量时发生“整型提升”或者“高位截断”：

①比如输出一个短整型变量，如果对应的格式字符为d，那么会出现整型提升，这时可以添加附加字符h，就不会发生整型提升了。

②比如输出一个双长整型变量，如果对应的格式字符为d，那么会出现高位截断，这时可以添加附加字符ll，就不会发生高位截断了。

三、用scanf函数输入数据

1、scanf函数的一般形式

        scanf(格式控制, 地址表列)

（1）“格式控制”的含义同printf函数。

（2）“地址表列”是由若干个地址组成的表列（逗号分隔），可以是变量的地址或字符串的首地址。

2、scanf函数中的格式声明

（1）与printf函数中的格式声明相似，以“%”开始，以一个格式字符结束，中间可以加入附加的字符。

（2）scanf函数中用到的格式字符：

（3）scanf函数中用到的格式附加字符：

3、使用scanf函数时应注意的问题

（1）scanf函数中的格式控制后面应当是变量地址（往后会详细介绍，目前知道变量名前加“&”表示该变量的地址即可），而不是变量名。

（2）如果在格式控制字符串中除了格式声明以外还有其它字符，则在输入数据时在对应位置上应输入与这些字符相同的字符。

（3）在用“%c”格式声明输入字符时，空格字符和转义字符都作为有效字符输入，所以在涉及字符输入时不要轻易输入空格。

（4）在输入数值数据时，如输入空格、回车、Tab键或遇非法字符（不属于数值的字符），则认为该数据结束。

四、字符输入输出函数

1、用putchar函数输出一个字符

（1）putchar函数的一般形式为

        putchar(c)

（2）“putchar(c)”的作用是输出是一个字符，具体输出什么字符和它的参数c有关：

①参数c可以是一个字符变量，那么输出的就是该字符变量存储的ASCII码所对应的字符。

②参数c可以是一个字符常量，那么输出的就是这个字符常量。

③参数c可以是0~127之间的一个整数，那么输出的就是这个整数作为ASCII码所对应的字符。

④如果参数c是一个表达式，则先将表达式的结果计算出来，再把它作为参数按上面的规则进行字符的输出。

2、用getchar函数输入一个字符

（1）getchar函数的一般形式为

        getchar()

（2）“getchar()”的作用是从计算机终端（一般是键盘）输入一个字符，然后将该字符作为返回值，返回值可以赋给字符变量或整型变量，也可以不赋给任何变量，而是作为表达式的一部分。

（3）如果一口气输入一大串字符，getchar每被调用一次，就会从输入字符串的左边开始取一个字符（getchar甚至可以获取回车，返回回车对应的转义字符），直到取完为止。