C语言详解-输入输出

article/2025/10/30 23:51:05

1. 输入输出一览

以下输入输出库函数的操作主要在标准输入输出设备（键盘和屏幕）与数据缓冲区之间进行。

1.1 printf()与scanf ()

printf(): 将指定的文字/字符串输出到标准输出设备(屏幕)。
注意宽度输出和精度输出控制

scanf(): 从标准输入设备(键盘)读取数据，并将值存放在变量中。

1、格式说明符个数与输入数据个数不相等的情况：
当我们从键盘输入数据时，数据之间必须用分隔符分开(空格、Tab键、回车)。并且要求scanf函数中格式说明符的个数与数据列表中数据的个数相等。如：

scanf("%d%d", &a, &b);

scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);

如果出现不相等的情况，我们应该怎么分析呢？

其实，当我们输入数据时，只要没有按回车键，所输入的数据都还存放在缓冲区，并没有存入变量中。按【Enter】键后，scanf()函数才会从缓冲区中取走数据。缓冲区是一个先进先出的队列，即取走数据的时候，遵循先输入的数据先取走的原则。scanf函数的格式说明符有几个就要取几次数据，只要碰到格式说明符就必须把数据取走，至于是不是要把取走的数据存放起来，就得看数据列表中的数据个数。没取完的数据继续留在缓冲区中。

以下是缓冲区示意图，它像一根管道，有一个入口和一个出口，数据只能从入口中存入，只能从出口中取出。

在这里插入图片描述
以下是针对该图的C程序，数据输入为：10<空格>20<空格>30<空格>40<回车>

/**输入数据格式：10<空格>20<空格>30<空格>40<回车>*输出：a=10 b=20c=30*/#include <stdio.h>int main()
{	int a, b, c;scanf("%d%d", &a, &b); /* scanf中有2个格式说明符，  表明要取两次数据，取走10和20缓冲区中还剩下30和40*/printf("a=%d b=%d \n", a, b);scanf("%d", &c); /* scanf中只有1个格式说明符，表明要取1次数据，取走30缓冲区中还剩下40，因此，读者还可以取一次。。。。。*/printf("c=%d \n", c);return 0;
}

输出效果：
在这里插入图片描述
2、宽度输出的情况：

(1) 在%和格式字符之间加入一个整数来控制输出数据所占宽度
printf("%d\n", 365);
printf("%2d\n", 365);
printf("%5d\n", 365);
printf("%f\n", 3.14);
printf("%6f\n", 3.14);
printf("%12f\n", 3.14);

输出效果：
在这里插入图片描述
规则：

  1. 当宽度小于数据的实际宽度时，按照实际数据宽度输出；当宽度大于数据的实际宽度时，在数据的左边添加空格补齐宽度，一个空格相当于一个宽度。
  2. 浮点数格式说明符%f输出时，默认保留六位小数。

(2) 在%和格式字符f之间加入一个“整数1. 整数2”来控制输出数据的格式
整数1：整个输出数据占的总宽度
整数2：输出实数的小数部分的个数
记住：先用整数2处理小数部分，再用整数1处理整个数据，包括已处理好的小数部分

printf("%3.3f\n", 3.1415);
printf("%3.5f\n", 3.1415);
printf("%9.5f\n", 3.1415);
printf("%9.0f\n", 3.1415);

输出效果：
在这里插入图片描述
3、宽度输入的情况：

宽度输入指的是在%和格式说明符d之间加入一个整数。如：scanf("%2d", &x);

规则：

  1. 注意：%d与%1d是不同的
  2. 先根据格式说明符截取符合格式说明符的部分作为一个数放入缓冲区，再将剩余部分作为另一个数放入缓冲区。
  3. 当宽度小于数据的实际宽度时，截取指定宽度的部分作为一个数进入缓冲区，再将剩余部分作为另一个数放入缓冲区；当宽度大于数据的实际宽度时，把实际数据放入缓冲区。
    记住：小于1的小数输入可以直接忽略零，从小数点位开始输入。

基于以下程序进行测试，测试结果如下：

#include <stdio.h>main()
{int a;float b,c;scanf("%3d%f%f",&a,&b,&c);printf("%d %f %f \n", a, b, c);
}

test case #1：
输入：1<空格>2<空格>3<回车>
输出：1 2.000000 3.000000

test case #2：
输入：123<空格>4<空格>5.1234567<回车>
输出：123 4.000000 5.123456

test case #3：
输入：1234<空格>5<空格>6<回车>
输出：123 4.000000 5.000000

test case #4：
输入：1.23<空格>4<空格>5<回车>
输出：1 0.230000 4.000000

test case #5：
输入：123.45<空格>6<空格>7<回车>
输出：123 0.450000 6.000000

test case #6：
输入：1234.5<空格>6<空格>7<回车>
输出：123 4.500000 6.000000

*4、scanf中的%[^]%c格式

规则：

  1. scanf的格式控制的一般形式为：%[*][宽度][F|N][h|l]类型字符[]中的控制字符为可选项
  2. "*"表示该输入项读入后不赋予任何变量，即跳过该输入值。
  3. “%n[a-z]” 读入最多n个字符,如果遇到非a-z的字符,停止
  4. “%[^=]” 读入任意多的字符,直到遇到"="停止
  5. “%n[^=]” 读入"="号前的至多n 个字符
  6. ^表示"非"，即读入其后面的字符就结束读入
  7. 所有对%s起作用的控制都可以用%[],比如%[0-9]表示只读入’0’到’9’之间的字符，%[a-zA-Z]表示只读入字母，’-'是范围连接符，当然也可以直接列出你需要读入的字符。

1.2 getchar()与putchar()

getchar(): 将用户输入的字符输出到标准输出设备(屏幕)。按【Enter】键后，getchar()函数才会读入第一个字符，并返回该字符常量。

注：由于缓冲区的读取特性，当用户由键盘键入字符时，计算机并不会马上处理，而会暂存到系统的缓冲区(Buffter)内。到按【Enter】键后，getchar()函数才会读入缓冲区的第一个字符。而其它字符继续保留在缓冲区，等待下一个读取字符/字符串的函数来读入。

putchar(): 用来输出指定的单一字符。

例1. 运行以下程序，输入：Hello!<回车>

#include <stdio.h>int main()
{	char c, s[20];printf("Enter a string: ");c = getchar();printf("Read the remaining from the buffer\n");scanf("%s", s);putchar(c);putchar('\n');printf("%s \n", s);
}

输出效果：

在这里插入图片描述
例2. 输入一个汉字，并将它显示在屏幕上。
先输入：B超<回车>，观察输出。再运行程序，输入：超<回车>，比较输出结果：

#include <stdio.h>int main()
{char c1, c2;printf("Enter an Chinese character: ");c1 = getchar();c2 = getchar();printf("The Chinese character entered is: ");putchar(c1);putchar(c2);putchar('\n');
}

第一次运行结果：
在这里插入图片描述
第二次运行结果：
在这里插入图片描述
**注：**由对比可知，当输入第一个数据时，只输出了字母“B”，汉字“超”没有输出。原因是一个汉字需要两个字节（字符）才能表示，所以对于第一个输入而言，所输入的字符“超”的第二个字节内容仍然保留在缓冲区。第二次运行，只输入“超”字时，通过两个getchar()函数将缓冲区中的“超”字全部读出，并用两次putchar()显示了一个完整的汉字。

1.3 getche()与getch()

getche(): 该函数会由键盘输入一个字符，返回给调用者，并在屏幕上显示读入的字符。由于它并不读取缓冲区的字符，只要用户输入字符，getche()函数会立刻读取，而不需等待按【Enter】键。通常用于程序中只需用户输入一个字符，即可往下继续执行的情形。
getch(): 它与getche()的区别是，getch()不需将所输入的字符显示到屏幕上。

例3. 测试getche()和getch()

#include <stdio.h>#include <conio.h> /* getche(), getch() */int main()
{char c1, c2;printf("Press any key to exit");c1 = getche();putchar('\n');printf("Press any key once more to exit");c2 = getch();putchar('\n');printf("The character getche() read: %c \n", c1);printf("The character getch() read: %c \n", c2);
}

输出效果：
在这里插入图片描述

1.4 gets()与puts()

gets():

==scanf输入字符串可以配合%s格式，但缺点是当遇到字符串中有空白或tab字符时，会自动视为串输入结束。==因此不适合输入包含空白/tab字符的字符串。这时gets()函数就可解决该问题。

gets()函数会将用户整段字符串响应到标准输出设备(屏幕)上，当用户按下【Enter】键时，会读取缓冲区的所有字符并存放到指定字符数组中。

比较适合应用在多字符，中文字或长字符串的读取。

puts(): 用来输出字符串，输出完成后光标自动移到下一行。当输出数据时，会以’\0’字符作为该字符串的结束。

例4. 测试gets()和puts()

#include <stdio.h>int main()
{char s[50];printf("Enter a string: "); gets(s);printf("The string you entered: ");    puts(s); 
}

在这里插入图片描述

2. stdio.h文件

另外还有一组输入输出函数是getc()和putc()，它们的作用也是输入和输出一个字符，先看它们在头文件stdio.h中的定义。

以下是头文件stdio.h的部分内容，请注意注释部分：

#define EOF  (-1) //EOF的定义/* NULL指针值的定义 */
#ifndef NULL
#ifdef  __cplusplus
#define NULL    0
#else
#define NULL    ((void *)0)
#endif
#endif/* 标准I/O设备数组_iob[]的定义 */
#ifndef _STDIO_DEFINED
_CRTIMP extern FILE _iob[];
#endif /* 标准I/O设备的定义 */
#define stdin  (&_iob[0])
#define stdout (&_iob[1])
#define stderr (&_iob[2])/* 函数原型 */
_CRTIMP int __cdecl getc(FILE *);
_CRTIMP int __cdecl putc(int, FILE *);/* 宏定义 */
#define getchar()         getc(stdin) //调用getchar()时，实际调用的是getc(stdin)
#define putchar(_c)       putc((_c),stdout) //调用putchar(_c)时，实际调用的是putc((_c), stdin)

例5. getc()函数和putc()函数

#include <stdio.h>void main()
{int ch;FILE *pfin = stdin; //定义一个文件指针，并指向标准输入设备(键盘)FILE *pfout = stdout; //定义一个文件指针，并指向标准输出设备(屏幕)printf("Enter a string: ");ch = getc(pfin); //使用getc()函数获取缓冲区中的第一个字符putc(ch, pfout); //使用putc()函数输出该字符putc('\n', pfout); //使用putc()函数输出换行字符
}

运行结果：
Enter a string: Testing!
T
Press any key to continue


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