C语言的输入与输出

鲜于言悠

发布于 2024-05-24 11:16:54

3.3K0

前言

推荐一个网站给想要了解或者学习人工智能知识的读者，这个网站里内容讲解通俗易懂且风趣幽默，对我帮助很大。我想与大家分享这个宝藏网站，请点击下方链接查看。 https://www.captainbed.cn/f1

C语言的输入与输出是编程中的基本操作，涉及从外部设备（如键盘）读取数据（输入）和将数据发送到外部设备（如屏幕）进行显示（输出）。通常，使用scanf函数进行输入，使用printf函数进行输出。这些函数允许程序与用户或其他系统进行交互。

一、C语言打印Hello World

新生婴儿会以自己独特的方式向这个崭新的世界打招呼，C语言刚出来后，也算是一个新事物，

那C语言是否也应该向这个美好的世界来声问候呢？

我们来看下C语言是如何来实现问候的。

#include<stdio.h>

int main()
{
  printf("Hello World");
  return 0;
 }

二、printf

基本用法

printf() 的作用是将参数文本输出到屏幕。

它名字里面的 f 代表 format （格式化），表示可以定制输出文本的格式。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	printf("Hello World");
	return 0;
}

上面命令会在屏幕上输出一行文字“Hello World”。

换行问题

printf() 不会在行尾自动添加换行符，运行结束后，光标就停留在输出结束的地方，不会自动换行。

为了让光标移到下一行的开头，可以在输出文本的结尾，添加一个换行符 \n 。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	printf("Hello World\n");
	return 0;
}

如果文本内部有换行，也是通过插入换行符来实现，如下方代码：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	printf("Hello\nWorld\n");
	printf("Hello\n");
	printf("World\n");
	return 0;
}

printf（）在标准库的头文件 stdio.h 定义的。使用这个函数之前，必须在源码文件头部引入这个头文件

占位符

printf() 可以在输出文本中指定占位符。所谓 “占位符”，就是这个位置可以用其他值代入。

// 输出 There are 3 apples
#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("There are %d apples\n", 3);
	return 0;
}

上面示例中， There are %d apples\n 是输出文本，里面的 %d 就是占位符，表示这个位置要用其他值来替换。占位符的第一个字符一律为百分号 % ，第二个字符表示占位符的类型， %d 表示这里代入的值必须是一个整数。

printf() 的第二个参数就是替换占位符的值，上面的例子是整数 3 替换 %d 。

执行后的输出结果就是 There are 3 apples 。

常用的占位符除了 %d ，还有 %s 表示代入的是字符串。

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%s will come tonight\n", "zhangsan");
	return 0;
}

上面示例中， %s 表示代入的是一个字符串，所以 printf() 的第二个参数就必须是字符串，这个例子是 zhangsan 。执行后的输出就是 zhangsan will come tonight

输出文本里面可以使用多个占位符。

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%s says it is %d o'clock\n", "lisi", 21);
	return 0;
}

上面示例中，输出文本 %s says it is %d o'clock 有两个占位符，第一个是字符串占位符 %s ，第二个是整数占位符 %d ，分别对应 printf() 的第二个参数（ lisi ）和第三个参数（ 21 ）。

执行后的输出就是 lisi says it is 21 o'clock 。

printf()参数与占位符是一一对应关系，如果有 n 个占位符， printf() 的参数就应该有 n + 1 个。

如果参数个数少于对应的占位符， printf() 可能会输出内存中的任意值。

占位符列举

printf() 的占位符有许多种类，与 C 语言的数据类型相对应。下面按照字母顺序，列出常用的占位符，方便查找，具体含义在后续文章介绍。

%a ：十六进制浮点数，字母输出为小写。
%A ：十六进制浮点数，字母输出为大写。
%c ：字符。
%d ：十进制整数。
%e ：使用科学计数法的浮点数，指数部分的 e 为小写。
%E ：使用科学计数法的浮点数，指数部分的 E 为大写。
%i：整数，基本等同于 %d 。
%f ：小数（包含 float 类型和 double 类型）。
%g ：6个有效数字的浮点数。整数部分一旦超过6位，就会自动转为科学计数法，指数部分的 e为小写(也可以用作打印有效数字，如打印2个有效数字%2g
%G ：等同于 %g ，唯一的区别是指数部分的 E 为大写。
%hd ：十进制 short int 类型。
%ho ：八进制 short int 类型。
%hx ：十六进制 short int 类型。
%hu ：unsigned short int 类型。
%ld ：十进制 long int 类型。
%lo ：八进制 long int 类型。
%lx ：十六进制 long int 类型。
%lu ：unsigned long int 类型。
%lld ：十进制 long long int 类型。
%llo ：八进制 long long int 类型。
%llx ：十六进制 long long int 类型。
%llu ：unsigned long long int 类型。
%Le ：科学计数法表示的 long double 类型浮点数。
%Lf ：long double 类型浮点数。
%n ：已输出的字符串数量。该占位符本身不输出，只将值存储在指定变量之中。
%o ：八进制整数。
%p ：指针。
%s ：字符串。
%u ：无符号整数（unsigned int）。
%x ：十六进制整数。
%zd ： size_t 类型。
%% ：输出一个百分号。

输出格式

printf() 可以定制占位符的输出格式

限定宽度

printf() 允许限定占位符的最小宽度。

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%5d\n", 123); // 输出为 "  123"
	return 0;
}

上面示例中， %5d 表示这个占位符的宽度至少为5位。如果不满5位，对应的值的前面会添加格。

输出的值默认是右对齐，即输出内容前面会有空格；如果希望改成左对齐，在输出内容后面添加空格，可以在占位符的 % 的后面插入一个 - 号。

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%-5d\n", 123); // 输出为 "123  "
	return 0;
}

上面示例中，输出内容 123 的后面添加了空格。

对于小数，这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度。

// 输出 "  123.450000"
#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%12f\n", 123.45);
	return 0;
}

上面示例中， %12f 表示输出的浮点数最少要占据12位。由于小数的默认显示精度是小数点后6位，所以 123.45 输出结果的头部会添加2个空格。

总是显示正负号

默认情况下， printf() 不对正数显示 + 号，只对负数显示 - 号。如果想让正数也输出 + 号，可以在占位符的 % 后面加一个 + 。

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%+d\n", 12); // 输出 +12
	printf("%+d\n", -12); // 输出 -12
	return 0;
}

上面示例中， %+d 可以确保输出的数值，总是带有正负号。

限定小数位数

输出小数时，有时希望限定小数的位数。举例来说，希望小数点后面只保留两位，占位符可以写%.2f

// 输出 Number is 0.50
#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("Number is %.2f\n", 0.5);
	return 0;
}

上面示例中，如果希望小数点后面输出3位（ 0.500 ），占位符就要写成 %.3f 。

这种写法可以与限定宽度占位符，结合使用。

// 输出为 "  0.50"
#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%6.2f\n", 0.5);
	return 0;
}

上面示例中， %6.2f 表示输出字符串最小宽度为6，小数位数为2。所以，输出字符串的头部有两个空格。

最小宽度和小数位数这两个限定值，都可以用 * 代替，通过 printf() 的参数传入

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%*.*f\n", 6, 2, 0.5);
	return 0;
}
// 等同于printf("%6.2f\n", 0.5);

上面示例中， %*.*f 的两个星号通过 printf() 的两个参数 6 和 2 传入。

输出部分字符串

%s 占位符用来输出字符串，默认是全部输出。如果只想输出开头的部分，可以用 %.[m]s 指定输出的长度，其中 [m] 代表一个数字，表示所要输出的长度

// 输出 hello
#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%.5s\n", "hello world");
	return 0;
}

上面示例中，占位符 %.5s 表示只输出字符串“hello world”的前5个字符，即“hello”。

输出限定位数不足的地方补0

在输出一些特定的数据数据时，我们常常想要数据前面的0显示出来，而不是被系统忽略，这时候就需要掌握%号的一些特殊用法

示例一

我们就拿整数来举例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%010\n", 10);//限定位数为10，数据10只能右对齐并且占两个位置，剩下的位置补0
	return 0;
}

我们可以通过在限定位数前加0，来实现一些特殊格式的书写

示例二

除了这一种方法外，我们还可以使用#来书写一些特定格式

在C语言中，"%#02d"是一个格式化输出控制符。它用于在输出整数时指定特定的格式。让我逐步解释一下它的含义：

“%”：是格式化输出的起始标记。
“#”：是一个可选标志，它用于在输出的数字前面添加一个前缀，比如在八进制数前添加"0"，在十六进制数前添加"0x"。
“0”：是一个可选标志，它指定将数字填充为指定的宽度时使用零填充。
“2”：是指定输出宽度的数字。在这个例子中，宽度为2，如果输出的数字不足两位，则用0填充。
“d”：是指定输出的数据类型为十进制整数。

因此，"%#02d"表示将一个十进制整数以指定的格式输出。具体输出样式取决于要输出的整数的值。

输出结果保留有效数字

我们在实际生活上，常常会遇到一些特殊情况是需要结果保留有效数字的，对于保留有效数字，我们可以使用%g来实现就用下列代码来举一下例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%.6g\n", 123.45678);//保留6位有效数字
	return 0;//输出结果是123.457
}

二、scanf

当我们有了变量，我们需要给变量输入值就可以使用 scanf 函数，如果需要将变量的值输出在屏幕上的时候可以使用 printf 函数，下面看一个例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int score = 0;
	printf("请输⼊成绩:");
	scanf("%d", &score);
	printf("成绩是：%d\n", score);
	return 0;
}

运行截图：

画图展示

注：标准输入一般指的就是键盘，标准输出一般指的就是屏幕，一般是有三个流

stdin——标准输入流（键盘）
stdout——标准输出流（屏幕）
stderr——标准错误流（屏幕）

那接下来我们介绍一下 scanf 函数。

基本用法

scanf() 函数用于读取用户的键盘输入。程序运行到这个语句时，会停下来，等待用户从键盘输入。

用户输入数据、按下回车键后， scanf() 就会处理用户的输入，将其存入变量。

它的原型定义在头文件 stdio.h 。

scanf() 的语法跟 printf() 类似。

 scanf("%d", &i);

它的第一个参数是一个格式字符串，里面会放置占位符（与 printf() 的占位符基本一致），告诉编译器如何解读用户的输入，需要提取的数据是什么类型。

这是因为 C 语言的数据都是有类型的， scanf() 必须提前知道用户输入的数据类型，才能处理数据。

它的其余参数就是存放用户输入的变量，格式字符串里面有多少个占位符，就有多少个变量。

上面示例中， scanf() 的第一个参数 %d ，表示用户输入的应该是一个整数。

%d 就是一个占位符， % 是占位符的标志， d 表示整数。第二个参数 &i 表示，将用户从键盘输入的整数存入变量 i。

运算符（指针变量除外），因为 scanf() 传递的不是值，而是地址，即将变量 i 的地址指向用户输入的值。

如果这里的变量是指针变量（比如字符串变量），那就不用加 & 运算符。

下面是一次将键盘输入读入多个变量的例子。

 scanf("%d%d%f%f", &i, &j, &x, &y);

上面示例中，格式字符串 %d%d%f%f ，表示用户输入的前两个是整数，后两个是浮点数，比如 1 -20 3.4 -4.0e3 。这四个值依次放入 i 、 j 、 x 、 y 四个变量。

scanf() 处理数值占位符时，会自动过滤空白字符，包括空格、制表符、换行符等。

所以，用户输入的数据之间，有一个或多个空格不影响 scanf() 解读数据。另外，用户使用回车键，将输入分成几行，也不影响解读。

1
-20
3.4
-4.0e3

上面示例中，用户分成四行输入，得到的结果与一行输入是完全一样的。每次按下回车键以后， scanf() 就会开始解读，如果第一行匹配第一个占位符，那么下次按下回车键时，就会从第二个占位符开始解读。

scanf() 处理用户输入的原理是，用户的输入先放入缓存，等到按下回车键后，按照占位符对缓存进行解读。

解读用户输入时，会从上一次解读遗留的第一个字符开始，直到读完缓存，或者遇到第一个不符合条件的字符为止。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int x;
	float y;
	// ⽤⼾输⼊ "    -13.45e12# 0"
	scanf("%d", &x);
	printf("%d\n", x);
	scanf("%f", &y);
	printf("%f\n", y);
	return 0;
}

上面示例中， scanf() 读取用户输入时， %d 占位符会忽略起首的空格，从 - 处开始获取数据，读取到 -13 停下来，因为后面的 . 不属于整数的有效字符。这就是说，占位符 %d 会读到 -13 。

第二次调用 scanf() 时，就会从上一次停止解读的地方，继续往下读取。这一次读取的首字符是 . ，由于对应的占位符是 %f ，会读取到 .45e12 ，这是采用科学计数法的浮点数格式。后面的 # 不属于浮点数的有效字符，所以会停在这里。

由于 scanf() 可以连续处理多个占位符，所以上面的例子也可以写成下面这样。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int x;
	float y;
// ⽤⼾输⼊ "    -13.45e12# 0"
	scanf("%d%f", &x, &y);
	return 0;
}

scanf的返回值

scanf() 的返回值是一个整数，表示成功读取的变量个数。

如果没有读取任何项，或者匹配失败，则返回 0 。如果在成功读取任何数据之前，发生了读取错误或者遇到读取到文件结尾，则返回常量 EOF。

 #include <stdio.h>
 int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	float f = 0.0f;
	int r = scanf("%d %d %f", &a, &b, &f);
	printf("a=%d b=%d f=%f\n", a, b, f);
	printf("r = %d\n", r);
	return 0;
}

输入输出测试：

如果输入2个数后，按 ctrl+z ，提前结束输入：

这其实是VS中的一个bug，应该输入一个ctrl + z 就行了，但是输入了三次才可以

在VS环境中按3次 ctrl+z ，才结束了输入，我们可以看到r是2，表示正确读取了2个数值。

占位符

scanf() 常用的占位符如下，与 printf() 的占位符基本一致。

%c ：字符。
%d : 整数
%f ： float 类型浮点数。
%lf ： double 类型浮点数。
%Lf ： long double 类型浮点数。
%s ：字符串。
%[ ] ：在方括号中指定一组匹配的字符（比如 %[0-9] ），遇到不在集合之中的字符，匹配将会停止。

上面所有占位符之中，除了 %c 以外，都会自动忽略起首的空白字符。 %c 不忽略空白字符，总是返回当前第一个字符，无论该字符是否为空格。

如果要强制跳过字符前的空白字符，可以写成 scanf(" %c", &ch) ，即 %c 前加上一个空格，表示跳过零个或多个空白字符。

要特别说一下占位符 %s ，它其实不能简单地等同于字符串。它的规则是，从当前第一个非空白字符开始读起，直到遇到空白字符（即空格、换行符、制表符等）为止。

因为 %s 不会包含空白字符，所以无法用来读取多个单词，除非多个 %s 一起使用。这也意味着， scanf() 不适合读取可能包含空格的字符串，比如书名或歌曲名。

另外， scanf() 遇到 %s 占位符，会在字符串变量末尾存储一个空字符 \0 。

scanf() 将字符串读入字符数组时，不会检测字符串是否超过了数组长度。所以，储存字符串时，很可能会超过数组的边界，导致预想不到的结果。为了防止这种情况，使用 %s 占位符时，应该指定读入字符串的最长长度，即写成 %[m]s ，其中的 [m] 是一个整数，表示读取字符串的最大长度，后面的字符将被丢弃。

#include <stdio.h>
int main()
{
	char name[11];
	scanf("%10s", name);
	return 0;
}

上面示例中， name 是一个长度为11的字符数组， scanf() 的占位符 %10s 表示最多读取用户输入的10个字符，后面的字符将被丢弃，这样就不会有数组溢出的风险了。

赋值忽略符

有时，用户的输入可能不符合预定的格式

#include <stdio.h>
int main()
{
	int year = 0;
	int month = 0;
	int day = 0;
	scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day);
	printf("%d %d %d\n", year, month, day);
	return 0;
}

上面示例中，如果用户输入 2020-01-01 ，就会正确解读出年、月、日。问题是用户可能输入其他格式，比如 2020/01/01 ，这种情况下， scanf() 解析数据就会失败。

为了避免这种情况， scanf() 提供了一个赋值忽略符（assignment suppression character） * 。

只要把 * 加在任何占位符的百分号后面，该占位符就不会返回值，解析后将被丢弃。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int year = 0;
	int month = 0;
	int day = 0;
	scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day);
	return 0;
}

上面示例中， %*c 就是在占位符的百分号后面，加入了赋值忽略符 * ，表示这个占位符没有对应的变量，解读后不必返回。

注意事项

不安全问题

在使用VS编译器的时候，使用scanf会报错，是因为在vs上，vs认定scanf不安全，需要使用scanf_s,但是scanf_s 是vs编译器特有的，在其他编译器不能运行，这时候我们可以使用宏定义来忽视这个情况#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 就可以运行了，对于像这种情况的解决，我们可以在以后的学习再来研究

除了scanf不安全以外，还有许多的函数是不安全的，如strcpy，strcat等等 strcpy_s strcat_s

解决每次都要宏定义的问题

我们可以在电脑上下载一个everything ，用来查找文件

搜索newc++file.cpp 是因为vs在创建新的源文件的时候都是依据这个文件创建的，我们可以直接在这个源文件里添加宏定义#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 ，就可以保证每次运行都有这个代码了，如果想添加其他一些代码也是同理

如果出现代码运行权限不够，可以通过管理员运行，或者把文件移到桌面上，桌面上的权限是很大的

解释一下为什么会出现不安全

因为scanf 接受的数据没有个数限制，假如输入的数据超过了，scanf所能接受的数据最大数，便会出现报错，而scanf_s就很好的解决了这个问题，使用scanf_s在正常的接受数据后面，加一个个数的限制

#include <stdio.h>
int main()
{
	int score = 0;
	printf("请输⼊成绩:");
	scanf_s("%d", &score, 5);
	printf("成绩是：%d\n", score);
	return 0;
}

如上的scanf_s,只能接受5个，超过个数限制，就会出现截断，上面的例子只是举例

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2024-05-23，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

字符串