【C语言】---- 标准输入输出与字符输入输出

标准输入输出和字符输入输出是C语言中两种不同的输入输出方式，各自适用于不同的数据类型和场景，合理选择和使用这些函数可以提高程序的灵活性和效率。

1 标准输入输出函数

1.1 标准输入输出函数简介

标准输入输出是C语言中最常用的输入输出方式，它使用标准输入流和标准输出流来进行数据的输入和输出。标准输入流通常表示键盘输入，而标准输出流通常表示控制台输出。这些函数可以实现对文本数据的输入和输出，是C语言中最基本的输入输出方式。它们常用于与用户交互、显示程序输出结果等场景。

1.2 printf函数

printf 是 C 标准库中用于向标准输出流（通常是控制台）输出格式化字符串的函数之一。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，具体格式如下：

int printf(const char *format, ...);

这个函数接受一个或多个参数：

• format：一个以字符串形式表示的格式化控制字符串，用于指定输出的格式。该字符串可以包含普通字符和格式控制符。
• ...：表示可变数量的参数列表，用于传递要格式化输出的数据。

printf 函数根据指定的格式控制字符串，将数据格式化输出到标准输出流，并返回输出的字符数（不包括终止的 null 字符）。如果发生错误，则返回一个负值。

在格式控制字符串中，格式控制符以 % 字符开头，后跟一个或多个字母，表示要输出的数据类型和格式。常见的格式控制符包括 %d（整数）、%f（浮点数）、%c（字符）、%s（字符串）等。

以下是一个示例代码，演示了如何使用 printf 函数输出格式化字符串：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    float pi = 3.14159;
    char ch = 'A';
    char str[] = "Hello, world!";

    // 使用 printf 函数输出格式化字符串
    printf("整数：%d\n", num);
    printf("浮点数：%f\n", pi);
    printf("字符：%c\n", ch);
    printf("字符串：%s\n", str);

    return 0;
}

这个程序使用 printf 函数输出了一个整数、一个浮点数、一个字符和一个字符串。注意，在格式控制字符串中使用相应的格式控制符，并在后面的参数列表中传递要输出的数据。

1.2.1 printf函数的转换说明

转换说明	功能含义
%c	输出单个字符
%d	输出有符号十进制整数
%u	输出无符号十进制整数
%o	输出八进制整数
%x	输出十六进制整数0f
%X	输出十六进制整数0F
%f	输出十进制浮点数
%s	输出字符串
%p	输出指针
%%	输出%

1.2.2 printf函数中修饰符的使用

修饰符	功能含义
数字	最小字段宽度，如“%4d”
.数字	精度，如“%.2f”
-	左对齐
+	有符号值若为正，则显示+；有符号值若为负，则显示-
空格	有符号值若为正，则显示空格；有符号值若为负，则显示-

1.2.3 printf函数的后缀转换符

在printf函数中，回车符等转换符用于控制输出格式。下面是一些常用的转换符及其含义：

• \n：换行符，用于在输出中换行。
• \t：水平制表符，用于在输出中进行水平对齐。
• \b：退格符，用于删除前一个字符。
• \r：回车符，将光标移到当前行的开头，用于覆盖之前输出的内容。
• \\：反斜杠，用于输出反斜杠字符本身。

例如，如果要在printf中打印一个换行符，可以使用\n转换符：

printf("Hello, world!\n");

这将在输出中打印 "Hello, world!" 后换行。

同样，如果要在输出中打印一个制表符，可以使用\t转换符：

    printf("Name:\tJohn\n");
    printf("Name:\tEd\n");
    printf("Name:\tJack\n");
    printf("Name:\tJey\n");

这将在输出中打印 "Name:"，然后在水平方向上对齐 "John"。

类似地，其他转换符也可以用于控制输出格式。

1.3 scanf函数

scanf 是 C 标准库中用于从标准输入流（通常是键盘）读取格式化数据的函数之一。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，具体格式如下：

int scanf(const char *format, ...);

这个函数接受一个或多个参数：

• format：一个以字符串形式表示的格式化控制字符串，用于指定输入的格式。该字符串可以包含普通字符和格式控制符。
• ...：表示可变数量的参数列表，用于传递要读取的数据。

scanf 函数根据指定的格式控制字符串，从标准输入流中读取数据，并根据格式进行解析和存储。成功读取的数据会按照相应的数据类型存储到对应的参数中。函数返回成功读取并存储的参数数量，如果读取失败或到达文件结尾，则返回一个负值。

在格式控制字符串中，格式控制符以 % 字符开头，后跟一个或多个字母，表示要读取的数据类型和格式。常见的格式控制符包括 %d（整数）、%f（浮点数）、%c（字符）、%s（字符串）等。

以下是一个示例代码，演示了如何使用 scanf 函数从标准输入流读取格式化数据：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num;
    float pi;
    char ch;
    char str[100];

    // 使用 scanf 函数读取格式化数据
    printf("请输入一个整数：");
    scanf("%d", &num);

    printf("请输入一个浮点数：");
    scanf("%f", &pi);

    printf("请输入一个字符：");
    scanf(" %c", &ch); // 注意在 %c 前面加一个空格，以消耗掉之前的换行符

    printf("请输入一个字符串：");
    scanf("%s", str);

    // 输出读取到的数据
    printf("整数：%d\n", num);
    printf("浮点数：%f\n", pi);
    printf("字符：%c\n", ch);
    printf("字符串：%s\n", str);

    return 0;
}

这个程序使用 scanf 函数分别读取了一个整数、一个浮点数、一个字符和一个字符串，并将它们存储到相应的变量中。然后，使用 printf 函数输出这些变量的值。

2 字符输入输出函数

2.1 字符输入输出函数简介

字符输入输出是C语言中用于处理单个字符的输入输出方式，它不涉及格式化的字符串，而是处理单个字符的读取和输出。这些函数通常用于实现简单的字符处理逻辑，如编写字符处理函数、实现简单的控制台交互等。

2.2 putchar函数

putchar 是 C 标准库中用于向标准输出流（通常是控制台）输出一个字符的函数之一。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，具体格式如下：

int putchar(int c);

这个函数接受一个参数：

• c：要输出的字符，通常以整数形式传递给函数。

putchar 函数会将指定的字符写入到标准输出流，并返回写入的字符。如果成功写入字符，则返回字符的整数形式；如果发生错误，则返回一个表示错误的负值（通常是 EOF）。

以下是一个示例代码，演示了如何使用 putchar 函数向标准输出流输出一个字符：

#include <stdio.h>

int main() {
    char ch = 'A';

    // 使用 putchar 函数输出字符
    putchar(ch);

    // 输出换行符
    putchar('\n');

    return 0;
}

这个程序定义了一个字符变量 ch，然后使用 putchar 函数输出该字符。注意，putchar 函数也可以接受字符的整数形式作为参数，因此可以直接传递字符的 ASCII 码值。

2.3 getchar函数

getchar 是 C 标准库中用于从标准输入流（通常是键盘）读取一个字符的函数之一。它的原型定义在 <stdio.h> 头文件中，具体格式如下：

int getchar(void);

这个函数不接受任何参数。

getchar 函数会从标准输入流中读取一个字符，并返回读取到的字符的 ASCII 码值（作为一个整数）。如果在读取字符之前已经到达文件结尾或者发生了错误，则返回一个表示错误的负值（通常是 EOF）。

以下是一个示例代码，演示了如何使用 getchar 函数从标准输入流读取一个字符并输出它：

#include <stdio.h>

int main() {
    int ch;

    // 使用 getchar 函数读取一个字符
    ch = getchar();

    // 输出读取到的字符
    printf("你输入的字符是：%c\n", ch);

    return 0;
}

这个程序调用 getchar 函数读取一个字符，并将读取到的字符保存在变量 ch 中，然后使用 printf 函数输出这个字符。