IO

输入与输出都接收多个参数，使用相同的类型字符串用以表示输出数据的类型。

scanf()把输入的字符串转换成整数、浮点数、字符或字符串，而printf()正好与它相反，把整数、浮点数、字符和字符串转换成显示在屏幕上的文本。

格式符

格式符说明是翻译说明，把以二进制格式存储在计算机中的值转换成一系列字符（字符串）以便于显示。

例如：%d(digit:数字)的意思是“把给定的值翻译成十进制整数文本并打印出来”。%c(character:字符)转换说明把01001100转换成字符 L。

不正确的转换会读取错误的内存数据，产生不确定的行为。

类型	占位符	全称 / 来源	含义	示例
字符与字符串	c	Character	单个字符	`%c`
	s	String	字符串（char 数组）	`%s`
整数 (10进制)	d	Decimal	有符号 10 进制整数 (最常用)	`%d`
	i	Integer	有符号整数（与 d 基本通用）	`%i`
	u	Unsigned	无符号 10 进制整数	`%u`
	h	Half	短类型修饰符 (取自 Half，即短整型)	`%hd`, `%hu`
	l	Long	长类型修饰符 (Long)	`%ld`, `%lu`
	ll	Long Long	长长类型修饰符 (Long Long)	`%lld`, `%llu`
其他进制整数	o	Octal	无符号 8 进制整数	`%o`
	x / X	Hexadecimal	无符号 16 进制整数 (x小写，X大写)	`%x`, `%X`
浮点数类型	f	Float	单精度浮点数（小数）	`%f`
	lf	Long Float	双精度浮点数 (double)	`%lf`
	Lf	Long double Float	扩展精度浮点型 (long double)	`%Lf`
	e / E	Exponent	科学计数法（指数形式）	`%e`, `%E`
	g / G	General / Generic	自动选择：根据数值大小选 `%f` 或 `%e`	`%g`, `%G`
	a / A	Hexadecimal float	十六进制浮点数 (C99标准)	`%a`, `%A`
特殊类型	p	Pointer	指针地址（十六进制形式）	`%p`
	n	Number of chars	统计并写入已打印的字符总数	`%n`
	%%	Percent	打印百分号字符 `%` 本身	`%%`

tip

int main(void)
{
     char ch = 'A';
     printf("字符: %c\n", ch);  
     printf("字符序号: %d\n", ch);    
     return 0;
}

在 Python 中：'A' 是一个字符串对象（str），而不是整数。Python 是一门强类型语言，它不会自动把“字符串”看作“数字”。如果你直接写 "%d" % 'A'，Python 会抛出报错（TypeError）。

ch = 'A'
print("字符: %s" % ch)        # Python 中字符也是字符串，用 %s
print("字符序号: %d" % ch)# 必须显式调用 ord() 转换为整数

关于 %i：在 printf 中与 %d 相同；但在 scanf 中，%i 会根据输入的前缀自动识别进制（如 0x 开头识别为十六进制，0 开头识别为八进制）。

#include <stdio.h>
int main(){
    // 字符和字符串
    char ch = 'A';
    char str[] = "Hello";
    printf("字符: %c\n", ch);  //A 
    printf("字符序号: %d\n", ch); //65        // A
    printf("字符串: %s\n", str);        // Hello
    
    // 各种整数类型
    short short_num = 12345;
    int int_num = 123456;
    long long_num = 1234567890L;
    long long longlong_num = 1234567890123456789LL;
    
    // %提醒程序，要在该处打印一个变量，d表明把变量作为十进制整数打印。
    printf("short: %hd\n", short_num);           // 12345
    printf("int: %d\n", int_num);               // 123456
    printf("long: %ld\n", long_num);            // 1234567890
    printf("long long: %lld\n", longlong_num);  // 1234567890123456789
    
    // 无符号整数
    unsigned int uint_num = 4294967295U;
    unsigned long long ulonglong_num = 18446744073709551615ULL;
    
    printf("unsigned int: %u\n", uint_num);           // 4294967295
    printf("unsigned long long: %llu\n", ulonglong_num); // 18446744073709551615
    
    // 不同进制输出
    int num = 255;
    printf("十进制: %d\n", num);        // 255
    printf("八进制: %o\n", num);        // 377
    printf("十六进制: %x\n", num);      // ff
    printf("十六进制(大写): %X\n", num); // FF
    
    // long long 的不同进制
    long long big_num = 255LL;
    printf("long long 八进制: %llo\n", big_num);    // 377
    printf("long long 十六进制: %llx\n", big_num);   // ff
    
    // 浮点数
    float f_num = 3.14159f;
    double d_num = 3.141592653589793;
    
    printf("float: %f\n", f_num);       // 3.141590
    printf("double: %lf\n", d_num);     // 3.141593
    printf("科学计数法: %e\n", d_num);   // 3.141593e+00
    printf("自动格式: %g\n", d_num);     // 3.14159
    
    // 指针地址
    int *ptr = &int_num;
    printf("指针地址: %p\n", ptr);       // 类似 0x7fff5fbff6ac
    
    return 0;
}

打印%符号

由于printf()函数使用%符号来标识转换说明，因此打印%符号就成了个问题。

如果单独使用一个%符号，编译器会认为漏掉了一个转换字符。解决方法很简单，使用两个%符号就行了。

printf("%d%% 的人是男性.\n", 50); 50%的人是男性

*号修饰符

在printf中 * 号修饰符用于指定精度和宽度。一旦在格式字符串中使用了*号修饰符，printf()函数就会使用下一个参数作为精度和宽度。

#include <stdio.h>

int main() {
    // 指定宽度（在对齐数据、制作表格时非常有用。）
    int width = 10;

    // 小数部分长度
    int precision = 2;

    printf("%*d\n", width, 123);
    //       123
    printf("%*.*f\n", width, precision, 1.23456);
    //      1.23
    return 0;
}

在 scanf 中 * 表示**“跳过该输入项”**（赋值抑制）。

#include <stdio.h>
int main() {
    int num;
    scanf("%*d%d", &num); // 跳过第一个输入项，只读取第二个输入项
    printf("num = %d\n", num);
    return 0;
/*
输入
12345
1

打印结果：
num = 1
*/
}

printf

printf 函数称之为格式输出函数,方法名称的最后一个字母 f 表示 format。其功能是按照用户指定的格式,把指定的数据输出到屏幕上。

返回值是打印字符的个数，包含字符、空格和换行等不可见字符。

非格式化输出

当 printf 只输出字符串字面量且不包含任何格式说明符时，可以直接打印纯文本。

有时，printf()语句太长，在屏幕上不方便阅读。如果空白（空格、制表符、换行符）仅用于分隔不同的部分，C编译器会忽略它们。因此，一条语句可以写成多行，只需在不同部分之间输入空白即可。例如，程序清单4.13中的一条printf()语句：

/* longstrg.c ––打印较长的字符串 */
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    printf("这是一行纯文本\n");

    printf("Here's one way to print a ");
    printf("long string.\n");

    printf("Here's another way to print a \
long string.\n");

    printf("Here's the newest way to print a "
            "long string.\n");      /* ANSI C */

     return 0;
}

方法1：使用多个printf()语句。因为第1个字符串没有以\n字符结束，所以第2个字符串紧跟第1个字符串末尾输出。
方法2：用反斜杠（\）和Enter（或Return）键组合来断行。这使得光标移至下一行，而且字符串中不会包含换行符。其效果是在下一行继续输出。但是，下一行代码必须和程序清单中的代码一样从最左边开始。如果缩进该行，比如缩进5个空格，那么这5个空格就会成为字符串的一部分。
方法3：ANSI C引入的字符串连接。在两个用双引号括起来的字符串之间用空白隔开，C编译器会把多个字符串看作是一个字符串。

格式化输出(标志、宽度、精度、长度)

调用格式为:printf( 格式字符串, 待打印项1, 待打印项2,...);

格式控制字符串形式: %[标志][输出宽度][.精度][长度]类型。类型是必选，其它是可选。

你希望打印a，printf 的完整格式化语法为： printf("%[标志][宽度][.精度][长度转换修饰符]类型", a);

例如:

#include <stdio.h>
int main(){
    int a = 10;
    int b = 20;
    // 最简单的形式，只使用类型。输出: 10 20
    printf("%d %d",a, b);

    // 格式控制字符串和输出项在数量和类型上必须一一对应
    printf("%d %d %d",a, b); // 危险！输出项不足会导致未定义行为
    return 0;
}

tip

printf 完全信任你提供的格式占位符（%ld），而不会去检查你实际传入的变量类型。

当你调用 printf 时，参数会被压入栈中：并按照占位符对应的长度依次提取。

格式标志符（Flags）

标志	含义	示例
`-`	左对齐。默认是右对齐。	`%-5d`
`+`	显示正负号。正数前加 `+`，负数前加 `-`。	`%+d`
`0`	零填充。右对齐时，空位用 `0` 填充而非空格。	`%05d`
`空格`	留空正号。正数前加空格，负数前显示 `-`。	`% d`
`#`	特殊前缀。对 `o` 加 `0`；对 `x/X` 加 `0x/0X`；对浮点数强制显示小数点。	`%#x`

宽度与精度控制

宽度 (Width)：用十进制整数指定最小输出位数。
实际位数 < 宽度：用空格（或 0）补位。
实际位数 > 宽度：按实际位数原样输出。

#include <stdio.h>
int main() {
    int val1 = 123;
    int val2 = 1234;
    int val3 = 12345;
    printf("%9d %9d %9d\n", val1, val2, val3);
    //       123     1234    12345
    return 0;
}

精度 (.Precision)：以 . 开头，后跟整数。
浮点数：控制小数点后的位数（四舍五入）。
字符串：控制最大输出字符数。

#include <stdio.h>
int main() {

    printf("%.3f\n", 2.3456);
    // 2.346

    printf("%.3s\n", "ABCD");
    // ABC

    return 0;
}

长度转换修饰符

长度插件	对应数据类型	说明
`hh`	`char` / `unsigned char`	以单字节整数形式输出 (C99)
`h`	`short` / `unsigned short`	短整型
(无)	`int` / `unsigned int` / `float`	默认整型/单精度浮点型
`l` (小写L)	`long` / `unsigned long` / `double`	长整型或双精度浮点
`ll` (双L)	`long long` / `unsigned long long`	长长整型 (C99)
`L` (大写L)	`long double`	扩展精度浮点型
`z`	`size_t`	用于输出 `sizeof` 的返回结果 (C99)

如果你想打印一个：左对齐、占10位宽、保留2位小数、双精度的数字： %-10.2lf

#include <stdio.h>

int main() {
    double d = 123.456;
    
    // [标志:-][宽度:10][精度:.2][长度:l][类型:f]
    printf("结果: |%-10.2lf|\n", d); 
    // 输出: |123.46    |  (左对齐，总宽10，四舍五入)
    
    // [标志:0][宽度:10][精度:.2][长度:l][类型:f]
    printf("结果: |%010.2lf|\n", d); 
    // 输出: |0000123.46|  (右对齐，0填充)

    return 0;
}

scanf

scanf 函数用于接收键盘输入的文本，和fgets函数相比，其优势在于格式化解析特定格式的数据。

scanf 函数签名：int scanf(const char *format, ...);

参数如下：

format：格式控制字符串
...：可变参数，用于接收输入的值

返回值：

成功：返回读取的字符个数
失败：返回 EOF（EOF是stdio.h中定义的特殊值，通常用#define指令把EOF定义为-1）

tip

如果要输入整数2014，就要键入字符2、0、1、4。如果要将其存储为数值而不是字符串，程序就必须把字符依次转换成数值，这就是scanf()要做的。

scanf()把输入的字符串转换成整数、浮点数、字符或字符串

而printf()正好与它相反，把整数、浮点数、字符和字符串转换成显示在屏幕上的文本。

两个函数主要的区别在参数列表中。printf()函数使用变量、常量和表达式，而scanf()函数使用指向变量的指针。

它是一个阻塞式函数,程序会停在 scanf 函数出现的地方。直到用户输入数据，按下回车键（输入\n）后，scanf接收到数据才会执行后面的代码。

调用格式为:scanf("格式控制字符串", 地址列表);

地址列表项中只能传入变量地址,如果用scanf()读取基本变量类型的值，在变量名前加上一个&；如果用scanf()把字符串读入字符数组中，不要使用&。

#include <stdio.h>
int main(){
    int number;
    scanf("%d", &number); // 接收一个整数
    printf("number = %d\n", number);
}

tip

假设scanf()根据一个%d转换说明读取一个整数。

scanf()函数每次读取一个字符，跳过所有的空白字符，直至遇到第1个非空白字符才开始读取。

因为要读取整数，所以scanf()希望发现一个数字字符或者一个符号（+或-）。

如果找到一个数字或符号，它便保存该字符，并读取下一个字符。如果下一个字符是数字，它便保存该数字并读取下一个字符。scanf()不断地读取和保存字符，直至遇到非数字字符。

如果遇到一个非数字字符，它便认为读到了整数的末尾。然后，scanf()把非数字字符放回输入。

这意味着程序在下一次读取输入时，首先读到的是上一次读取丢弃的非数字字符。

对于 -13.45e12# 0，如果其对应的转换说明是%d，scanf()会读取3个字符（-13）并停在小数点处，小数点将被留在输入中作为下一次输入的首字符。如果其对应的转换说明是%f，scanf()会读取-13.45e12，并停在#符号处，而#将被留在输入中作为下一次输入的首字符；然后，scanf()把读取的字符序列-13.45e12转换成相应的浮点值，并存储在float类型的目标变量中。如果其对应的转换说明是%s，scanf()会读取-13.45e12#，并停在空格处。

如果使用字段宽度，scanf()会在字段宽度结尾或第1个空白字符处停止读取（满足两个条件之一便停止）。

如果使用带多个转换说明的scanf()，C规定在第1个出错处停止读取输入。

大部分情况下，它在遇到第1个空白（空格、制表符或换行符）时就不再读取输入。唯一例外的是%c转换说明。

/* praise1.c -- 使用不同类型的字符串 */
#include <stdio.h>
int main(void)
{
     char name[40];
     printf("What's your name? ");
     // 如果用scanf()把字符串读入字符数组中，不要使用&。
     scanf("%s", name);
     printf("Hello, %s.\n", name);
     return 0;
}

//What's your name?        Angela Plains
//Hello, Angela. 

根据%c，scanf()会读取每个字符，包括空白。

#include <stdio.h>
int main(void)
{
        char a, b;
        printf("请输入第一个字符：");
        scanf("%c", &a);
        printf("请输入第二个字符：");
        scanf("%c", &b);
        printf("结果是：a = '%c', b = '%c'\n", a, b);
     return 0;
}

/*

你预想的操作：
输入 x，按回车。

输入 y，按回车。

得到 a = 'x', b = 'y'。

实际发生的情况：
你输入 x 然后按了回车。

变量 a 成功得到了 'x'。

重点来了：你刚才按下的那个**回车（换行符 \n）**也是一个字符！

第二个 scanf("%c", &b) 还没等你输入 y，就直接把那个换行符读走了。

结果会输出：

Plaintext

a = 'x', b = '
' 
（b 变成了一个换行，导致输出换行了）
*/

如何解决这个“例外”？如果你想让 %c 也像 %d 那样跳过空格和换行，只需要在 %c 前面加一个空格：

scanf(" %c", &b); // 注意 %c 前面的空格

格式字符串中的空白意味着跳过下一个输入项前面的所有空白。它会告诉 scanf：“先帮我把缓冲区里所有的空白字符（空格、回车等）都清掉，直到遇到第一个正式的字符再读给我。”

分隔符

如果你要输入多个数据，怎么确定输入的哪个数据是给哪个变量赋值？这就是分隔符的作用。

#include <stdio.h>
int main(){
    int number;
    int value;
    // 推荐使用空格
    // 可以输入 数字 空格 数字
    scanf("%d %d", &number, &value);
    printf("number = %d\n", number);
    printf("value = %d\n", value);
}

如果将分隔符指定为其他形式，例如逗号需要注意中英文之分，再次推荐使用空格。

#include <stdio.h>
int main(){
    int number;
    int value;
    // 输入 数字,数字 即可
    scanf("%d,%d", &number, &value);
    printf("number = %d\n", number);
    printf("value = %d\n", value);
}

下面的写法相当于把分割符指定为number =

#include <stdio.h>
int main(){
    int number;
    // 用户必须输入number = 数字  , 否则会得到一个意外的值
    // 示例：如果你希望输入10，就必须输入number = 10【回车】
    scanf("number = %d", &number);
    printf("number = %d\n", number);
}

忽略空白字符

接收非字符和字符串类型时, 空格、Tab 和回车会被自动忽略

#include <stdio.h>
int main(){
    float num;
    // 例如:输入 Tab 空格 回车 回车 Tab 空格 3.14 , 得到的结果还是3.14
    scanf("%f", &num);
    printf("num = %f\n", num);
}

缓冲区

系统会将用户输入的内容先放入输入缓冲区
scanf 方式会从输入缓冲区中逐个取出内容赋值给变量
如果输入缓冲区的内容不为空,scanf 会一直从缓冲区中获取,而不要求再次输入

#include <stdio.h>
int main(){
    int num1;
    int num2;
    char ch1;
    // 如果在这里一次性输入：10a20b30
    // 从缓冲区中提取整数、文本、整数
    scanf("%d%c%d", &num1, &ch1, &num2);
    printf("num1 = %d, ch1 = %c, num2 = %d\n", num1, ch1, num2);
    char ch2;
    int num3;
    // 继续从缓冲区中提取文本、整数（无需输入）
    scanf("%c%d",&ch2, &num3);
    printf("ch2 = %c, num3 = %d\n", ch2, num3);
    //
}

那我万一输入多了，影响后面的变量接收怎么办？

可以利用以下方法清空输入缓冲区：

#include <stdio.h>
int main(){
    int num1;
    int num2;
    char ch1;
    scanf("%d%c%d", &num1, &ch1, &num2);
    printf("num1 = %d, ch1 = %c, num2 = %d\n", num1, ch1, num2);
    
    // 标准方法，通过getchar获取到回车符或EOF为止。
    int c;
    while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);

    // 方法二
    setbuf(stdin, NULL); 
    
    char ch2;
    int num3;
    scanf("%c%d",&ch2, &num3);
    printf("ch2 = %c, num3 = %d\n", ch2, num3);
}

转换说明中的修饰符

如你所见，使用转换说明比较复杂，而且这些表中还省略了一些特性。请仅作了解即可。

修饰符	含义	示例
*``**	忽略。忽略该转换说明。	`%*d`
`h`	短整型。	`%hd`
`l`	长整型。	`%ld`
`ll`	长长整型。	`%lld`
`L`	扩展精度浮点型。	`%Lf`
`z`	用于输出 `sizeof` 的返回结果。	`%zd`

fgets

fgets() 是一个非常平衡且安全的函数，主要用于从文件或标准输入（stdin）中读取一行字符串。不用考虑字符串截断问题。

函数签名：char *fgets(char *str, int size, FILE *stream);

参数如下：

str：用于存储读取的字符串的缓冲区
size：缓冲区的大小，指的是字节数，而不是字符个数。
stream：要读取的文件流

返回值：

成功：返回读取的字符串
失败：返回 NULL

如果读取成功，会自动在字符串末尾添加\0(占1个字节)。因此你能存入的字节数是size-1。

tip

在现代编程环境中（如 Linux, macOS, 或配置为 UTF-8 的 Windows）,

标准英文字母/数字：占用 1 个字节。
常用汉字通常是3 个字节。
特殊符号/生僻字：可能占用 4 个字节。

如果你想预留 100 个汉字的输入，数组大小至少要开到 300 以上。

#include <stdio.h>

int main() {
    char buffer[10]; // 故意设小一点，观察截断效果

    printf("请输入一些文字: ");
    
    // 从标准输入读取，最多读 9 个字节(size-1)
    if (fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin) != NULL) {
        printf("你输入的是: %s", buffer);
    }

    return 0;
}

putchar 和 getchar

通常在逻辑判断中，用于获取用户输入的回车确认。

注意，getchar()获取的是一个字节，而非字符。因此输入汉字、特殊符号等多字节的字符会异常显示。

#include <stdio.h>
int main(){
    char ch;
    ch = getchar();// 获取一个字节
    printf("%c\n", ch);
    
    // 等价于
    // 向屏幕输出一个字节
    putchar(ch); // 输出a
    putchar('\n'); // 输出换行
}

格式符​

*号修饰符​

printf​

非格式化输出​

格式化输出(标志、宽度、精度、长度)​

格式标志符（Flags）​

宽度与精度控制​

长度转换修饰符​

scanf​

分隔符​

忽略空白字符​

缓冲区​

转换说明中的修饰符​

fgets​

putchar 和 getchar​

格式符