第7章 输入与输出

1. 标准输入/输出基础

1.1 标准I/O函数概述

• printf()：格式化输出函数，支持多种数据类型转换
• scanf()：格式化输入函数，需注意变量地址传递
• 字符I/O：
  • getchar()：从标准输入读取单个字符
  • putchar(c)：输出单个字符
• 字符串I/O（已废弃，不安全）：
  • gets()/puts()

1.2 格式化输出详解

printf("格式字符串", 参数列表);

• 格式说明符：
  • %d：整数
  • %f：浮点数
  • %c：字符
  • %s：字符串
  • %p：指针地址
• 修饰符：
  • %5d：最小宽度5
  • %.2f：保留2位小数
  • %-10s：左对齐

重点难点：

• 格式字符串与参数类型必须严格匹配
• 浮点数精度问题（float默认提升为double）

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2. 格式化输入

2.1 scanf()基本用法

scanf("格式字符串", &变量);

• 必须使用取地址运算符&
• 格式说明符与printf()类似

2.2 常见问题

• 缓冲区残留：换行符可能导致后续读取错误
• 输入匹配失败：类型不匹配时返回EOF
• 安全性问题：字符串输入易导致缓冲区溢出

解决方案：

// 安全读取字符串
char buf[100];
fgets(buf, sizeof(buf), stdin);

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3. 文件I/O操作

3.1 文件指针与基本操作

FILE *fp = fopen("文件路径", "模式"); 
fclose(fp);

• 打开模式：
  • "r"：只读
  • "w"：写入（清空原内容）
  • "a"：追加
  • "rb"/"wb"：二进制模式

3.2 文件读写函数

函数	描述
fprintf(fp, ...)	格式化写入
fscanf(fp, ...)	格式化读取
fgetc(fp)/fputc(c, fp)	字符I/O
fgets(buf, size, fp)	安全读取一行
fread()/fwrite()	二进制块I/O

重点难点：

• 二进制与文本模式区别（Windows换行符处理）
• 文件指针位置控制（fseek()/ftell()）

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4. 错误处理

4.1 错误检测函数

函数	作用
ferror(fp)	检查文件错误
feof(fp)	检测文件结束
perror("提示")	打印系统错误信息

4.2 最佳实践

FILE *fp = fopen("file.txt", "r");
if (fp == NULL) {
    perror("打开文件失败");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

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5. 高级I/O话题

5.1 可变参数函数

• vprintf()系列函数
• 自定义可变参数函数：

#include <stdarg.h>
void log_message(const char *fmt, ...) {
    va_list args;
    va_start(args, fmt);
    vprintf(fmt, args);
    va_end(args);
}

5.2 缓冲机制

缓冲类型	特点
全缓冲	缓冲区满时刷新（默认文件I/O）
行缓冲	遇到换行符刷新（标准输出）
无缓冲	立即输出（标准错误）

手动刷新：

fflush(fp);  // 强制刷新缓冲区

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6. 实际应用示例

6.1 文件复制程序

void file_copy(FILE *src, FILE *dst) {
    int c;
    while ((c = fgetc(src)) != EOF) {
        fputc(c, dst);
    }
}

6.2 CSV文件解析

while (fscanf(fp, "%[^,],%d,%f\n", name, &age, &score) == 3) {
    // 处理每条记录
}

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7. 总结与最佳实践

7.1 关键原则

1. 始终检查I/O函数返回值
2. 优先使用安全函数（如fgets替代gets）
3. 明确缓冲区管理策略
4. 区分文本与二进制I/O需求

7.2 常见陷阱

• scanf()系列函数的安全问题
• 文件打开未关闭导致资源泄漏
• 未处理EOF条件导致的死循环

7.3 性能优化

• 减少小数据量的频繁I/O操作
• 使用块读写（fread/fwrite）处理大文件
• 合理设置缓冲区大小

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本章是C语言系统级编程的基础，掌握这些I/O技术对文件处理、数据解析等任务至关重要。建议通过实际项目（如日志系统、数据转换工具）加深理解。