基本输入输出

1. 引言

在C语言编程中，输入输出（I/O）操作是与用户或其他程序交互的基本方式。常用的I/O函数主要定义在stdio.h头文件中，包括printf、scanf、gets、puts等。

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2. 标准输出——printf函数

2.1 printf函数简介

printf函数用于将格式化的输出写到标准输出（通常是屏幕）。其基本语法如下：

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

• format：格式控制字符串，指定了输出的格式。
• ...：可变参数，根据格式控制字符串提供要输出的值。

2.2 常用格式控制符

控制符	说明
%d	十进制整数
%f	浮点数
%c	单个字符
%s	字符串
%u	无符号十进制整数
%x	无符号十六进制整数
%o	无符号八进制整数

2.3 示例

#include <stdio.h>

int main() {
    int age = 25;
    float height = 175.5;
    char grade = 'A';
    char name[] = "张三";

    printf("姓名: %s\n", name);
    printf("年龄: %d\n", age);
    printf("身高: %.1f cm\n", height);
    printf("等级: %c\n", grade);

    return 0;
}

输出：

姓名: 张三
年龄: 25
身高: 175.5 cm
等级: A

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3. 标准输入——scanf函数

3.1 scanf函数简介

scanf函数用于从标准输入（通常是键盘）读取格式化输入。其基本语法如下：

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

• format：格式控制字符串，指定了输入的格式。
• ...：指向接收输入值的变量的指针。

3.2 注意事项

• 取地址符&：在传递变量时，需使用取地址符&，字符串除外。
• 输入缓冲区：scanf读取时，会受输入缓冲区影响，需注意换行符和空格的处理。

3.3 示例

#include <stdio.h>

int main() {
    int age;
    float height;
    char name[50];

    printf("请输入姓名: ");
    scanf("%s", name);

    printf("请输入年龄: ");
    scanf("%d", &age);

    printf("请输入身高(cm): ");
    scanf("%f", &height);

    printf("\n--- 输入的信息 ---\n");
    printf("姓名: %s\n", name);
    printf("年龄: %d\n", age);
    printf("身高: %.1f cm\n", height);

    return 0;
}

运行示例：

请输入姓名: 李四
请输入年龄: 30
请输入身高(cm): 180.2

--- 输入的信息 ---
姓名: 李四
年龄: 30
身高: 180.2 cm

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4. 字符输入输出

4.1 getchar和putchar函数

• int getchar(void);：从标准输入读取一个字符。
• int putchar(int char);：向标准输出写入一个字符。

示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    char ch;

    printf("请输入一个字符: ");
    ch = getchar();

    printf("您输入的字符是: ");
    putchar(ch);
    printf("\n");

    return 0;
}

4.2 gets和puts函数（注意：gets已被弃用）

• char *gets(char *str);：从标准输入读取一行字符串，存入str。
• int puts(const char *str);：将字符串str输出到标准输出，随后输出一个换行符。

**注意：**由于gets函数不安全，可能导致缓冲区溢出，建议使用fgets代替。

使用fgets的示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    char str[100];

    printf("请输入一行文本: ");
    fgets(str, sizeof(str), stdin);

    printf("您输入的文本是: ");
    puts(str);

    return 0;
}

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5. 格式化输入输出的高级用法

5.1 控制宽度和精度

• 宽度：指定输出字段的最小宽度。
• 精度：对于浮点数，指定小数点后的位数；对于字符串，指定最大字符数。

示例：

printf("%10d\n", 123);      // 输出字段宽度为10
printf("%.2f\n", 3.14159);  // 保留2位小数
printf("%10.2f\n", 3.14159);// 字段宽度为10，保留2位小数

5.2 左对齐和右对齐

• 默认右对齐：在字段宽度内，内容靠右排列。
• 左对齐：在格式控制符中加入-。

示例：

printf("%-10d\n", 123);     // 左对齐，字段宽度为10

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6. 常见问题和注意事项

6.1 缓冲区问题

• scanf遗留的换行符：使用scanf读取字符时，可能会读取到上一次输入遗留的换行符，需要清除输入缓冲区。
• 解决方法：在读取字符前，使用getchar()清除缓冲区，或者使用scanf(" %c", &ch);，在%c前加空格。

6.2 安全性

• 避免使用gets函数：gets函数不安全，容易导致缓冲区溢出。
• 使用fgets替代：fgets可以指定读取的最大字符数，更安全。

6.3 格式控制符匹配

• 类型匹配：确保格式控制符与变量类型匹配，否则会导致不可预知的错误。

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7. 总结

• printf和scanf是最常用的标准输出和输入函数，需要熟练掌握其用法和格式控制符。
• 注意输入输出的安全性，尽量使用安全的函数，如fgets。
• 熟悉格式化字符串的高级用法，可以使输出更美观，更符合要求。

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