C语言中的 printf( ) 与 scanf( )

        时隔多日,小编我又回来咯······小编相信之前的博客能够给大家带来不少的收获。在我们之前的文章中,许多代码块的例子都用到了printf( ) 与 scanf( )这两个函数,大家都知道他们需要声明头文件之后才能使用,那这两个函数是什么呢?这两个函数的用途是什么呢??这两个函数又有什么其他的用法呢???今天小编就围绕这个这两个函数为大家展开讲讲。

1. printf( )

1.1 printf( )的基本用法

        printf( ) 这个函数没有太多抽象的地方,其作用就是将参数文本输入到屏幕上。但是仔细想想,感觉哪里好像不对劲,英文中的打印应该是 print,但是这个函数为什么要在 print 后面多加一个 f 呢??这里小编给读者们解释一下,这里的 f 代表的是英文中的format,就是格式、格式化的意思,这也说明了 printf( ) 还有许多其他的 “玩法”( f 其实代表的是可以定制输出文本格式),小编给大家一一介绍。 

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

        假如我们执行这段代码,这段代码的结果就是将 "Hello World" 这行文字打印在屏幕上。在我们没有对 printf( ) 做出任何定制化输出的时候,这个函数是不会在这串文字打印完的时候添加换行符的,运行结束后,光标就会停留在输出结束的地方,不会自动换行。如果我们想让光标移动到下一行的开头,可以在输出文本的结尾加上一个换行符 '\n' 。想要在文本内部实现换行,我们也可以通过插入换行符来实现:

#include <stdio.h>
int main(void) 
{printf("Hello\nWorld\n");printf("Hello\n");printf("World\n");return 0;
}
上述代码执行结果

         在第一个 printf( ) 中,要注意两个 '\n' 的位置,出现 '\n' 则换行继续输入。重要的小细节小编会为大家反复强调:printf( ) 是在标准库的头文件 stdio.h 定义的。使用这个函数之前,必须要在原码文件的头部引入这个头文件!!!

1.2 占位符

        printf( ) 可以在输出的文本中指定占位符,这里也许读者们会有疑惑:什么是占位符呢?所谓的占位符,就是这个地方可以用其他的值代入。接下来看个例子:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{printf("There are %d apples\n", 10);return 0;}
上述代码执行结果

        从这段代码中我们可以看到,%d 的位置被我们给定的数值 10 给替换了。There are %d apples\n 是输出的文本,%d 就是占位符,表示 %d 的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。在这个例子中,printf( ) 的第二个参数就是替换占位符的值。

        输入的文本中也可以使用多个占位符:

#include <stdio.h>
int main()
{printf("%s says it is %d o'clock\n", "Lee", 5);return 0;
}
上述代码运行结果

         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 Lee 和第三个参数 5。执行后的输出就是 Lee says it is 5 o'clock 。还需要提醒读者们的是如果参数少于对应的占位符,printf( ) 可能会输入内存中的任意值。

1.3 占位符的列举        

        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,列出常用的占位符供读者参考: 

%a 六进制浮点数,字母输出为小写。

%A 六进制浮点数,字输出为大写。

%c :字符。

%d 进制整数。// int

%e :使科学计数法的浮点数,指数部分的 e 为小写。

%E :使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)。//float - %f            double - %lf

%g :6个有效数字的浮点数。整数部分旦超过6位,就会自动转为科学计数法,指数部分的 e 为小写。

%G :等同于 %g ,唯的区别是指数部分的 E 为大写。

%hd 进制 short int 类型。

%ho 进制 short int 类型。

%hx 六进制 short int 类型。

%hu :unsigned short int 类型。

%ld 进制 long int 类型。

%lo 进制 long int 类型。

%lx 六进制 long int 类型。

%lu :unsigned long int 类型。

%lld 进制 long long int 类型。

%llo 进制 long long int 类型。

%llx 六进制 long long int 类型。

%llu :unsigned long long int 类型。

%Le :科学计数法表的 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。该占位符本不输出,只将值存储在指定变量之中。

%o 进制整数。

%p :指针(⽤来打印地址)。

%s :字符串。

%u 符号整数(unsigned int)。

%x 六进制整数。

%zd size_t 类型。

%% :输出一个百分号。

1.4 输出格式

        printf( ) 可以定制占位符的输出格式,首先允许限定占位符的最小宽度:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{printf("%7d\n", 1234);return 0;
}
上述代码运行结果

         %5d 表示这个占位符的宽度至少为 位。如果不满 5 位,对应的值的前面会添加空格。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:

右对齐用例

        由于是右对齐,1234 后面不足 7 位的部分会用空格补齐,虽然看不出来,但是我们要知道 1234 后面还有三个空格。

        对于小数这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度:

        通过代码的执行结果我们可以看到,%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 个空格。

        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 +

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
int main()
{printf("%+d\n", 12); // 输出 +12printf("%+d\n", -12); // 输出 -12return 0;
}
上述代码运行结果

        %+d 可以确保输出的数值,总是带有正负号。 

        我们还可以通过占位符限定输出的小数位,举例来说,我们如果希望输出的浮点数只保留小数点后两位,那我们就可以将占位符写成%.2f :

#include <stdio.h>
int main()
{printf("Number is %.2f\n", 0.5);return 0;
}
上述代码运行结果

        更一般的有:想要保留 A 位的小数位,占位符就写成 %.Af ,如果是双精度浮点型的话,就需要写成 %.Alf。而且这种写法可以结合限定宽度的占位符使用:

结合限定宽度用例

         %7.2f 表示输出字符串最小宽度为 7 ,小数位数为 2 。所以,输出字符串的头部有 3 个空格。

        最小宽度和小数位这两个限定值都可以用 * 代替,可以通过 printf( ) 导入:

限定值可用 * 代替用例

        延续了使用 %7.2f 的用例,通过观察结果可以发现,直接用数字限定宽度和小数位与用 * 代替再通过 printf( ) 导入的执行结果是一样的(将 72* 代替,再利用 printf( ) 导入)。

        %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 定输出的长度,其中 [m] 代表⼀个数字,表示所要输出的长度:

        我们可以发现,占位符 %.5s 表示只输出字符串 “hello 1234” 的前5个字符,即“hello”。

2. scanf( )

2.1 关于 scanf( ) 的使用注意事项

        当我们创建了变量之后,我们需要给变量输入一个值就可以使用 scanf() 函数,有一个重要的事项,使用 VS2022 这款编译器的读者要注意的是:

         我们可以检查一下,这段代码按照常理来说是没有任何语法错误的,但是这段代码却无法运行,编译器的错误列标给出了错因:" 'scanf': This function or variable may be unsafe.Consider using scanf_s instead.To disable deprecation, use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS.See online help for details. " 这句话的中文意思是:“ scanf':此函数或变量可能不安全。考虑使用scanf_s。要禁用弃用,请使用_CRT_SECURE_NO_WARNINGS。详细信息请参见联机帮助。”

        也就是说,编译器限制了我们对 scanf( ) 这个函数的使用,让我们使用 scanf_s ( )。但是小编建议大家不要使用 scanf_s ( ) ,因为这个函数只有在 VS2022 下才能使用,如果使用的不是这个编译器则无法使用,为了解决这个问题,我们可以宏定义 _CRT_SECURE_NO_WARNINGS。

上述用例的执行过程

 

        加上了这个宏定义后,我们就可以正常运行代码了,小编建议使用 VS2022 的小伙伴在创建一个项目的时候先写上这个宏定义,这也是一个良好的习惯。

2.2 scanf( ) 的基本用法

            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 ,并且 scanf( ) 的语法跟 printf( ) 类似。

scanf("%d", &i);

        scanf( ) 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。

        scanf( )  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
注意:变量前面必须加上 &   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。

        scanf( )  也可以一次性读取多个变量:

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

        且在处理数值占位符时,会自动过滤空白字符,包括空格、制表符、换行符等。所以,我们在输入的数据之间有一个或者是多个空格不会影响 scanf( ) 解读数据;使用回车换几行,将数据分行输入也不会影响这个函数解读数据。

        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:

         上⾯⽰例中,scanf( ) 读取用户输入时, %d 占位符会忽略数据首部的空格,从 1 处开始获取数据,读取到 123 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 123

        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 .12345 ,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。

2.3 scanf( ) 的返回值

        

        我们在使用这个函数的时候可以发现,在错误列标这里有两个警告:“scanf 的返回值被忽略” ,也就是说,scanf( ) 这个函数是有返回值的。

        这里小编就来给大家讲解一下,scanf( ) 的返回值是一个整数,表示的是成功读取的变量个数。对于没有读取到任何一个项,或者是匹配失败,scanf( ) 的返回值都是 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 (-1)------EOF的全称是end of file,它也是文件结束的标志。我们可以用一组代码来测试一下:

#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;
}

        根据结果可以发现:我们输入的三个数据都被成功读取到了,我们将 scanf( ) 的数值赋给了一个变量 r ,再将这个 r 打印,r 的返回值是 3 ,也就说明了 3 个数据被成功读取到了。但是,如果我们使用两下快捷键 “ 啃臭+z ” 将提前结束输入,那结果是什么呢??

        可以发现,如果我们提前结束了输入,scanf( ) 只成功读取了两个变量,所以返回值就是 2如果一个数字都不输入,直接按 3 次 “ 啃臭+z ” , 输出的 r-1,也就是EOF:

2.4 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 %[a-h] ),遇到不在集合之中的字符,匹配将会
停止。
以上 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。

         注意: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,应指定读入字符串的最大长度,即写成 %[m]s ,其中的 [m] 是⼀个整数,意为读取字符串的最大长度,而最大长度后的字符将被丢弃:

 

限定字符串输入长度的用法

2.5 赋值忽略符

        有的时候,用户的输入可能不符合我们预期的格式:

#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;
}

        代码如上,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。

        为了防止这种情况的发生,我们需要引入一个复制忽略符  。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。

scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day);

        这里小编来给大家解释一下: %*c 就是在占位符的百分号后面加上了赋值忽略符 * ,表示这个占位符没有对应的变量,解读后不必返回。

3. 结语

        到这里小编就将 printf( ) 与 scanf( ) 这两个我们最常见的函数解析完了,希望大家能够从中有所收获,内容有点多,还需要各位读者慢慢去领悟和理解,“ 有道无术,术可求,有术无道,止于术 ”。我们学习不能只能停留在表面,还需要去深究其中的门道,搞清楚原理,这块知识点自然就烙印在脑海中了。

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