C语言学习笔记（二）：字符串和格式化输入/输出

本章的主题是C语言的字符串和格式化输入/输出。

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1. C语言没有专门用于存储字符串的变量类型，字符串都被存储在char类型的数组中。

2. 数组是同类型数据元素的有序序列。

   • 以char name[40]为例，name后面的方括号表明这是一个数组，方括号中的40表明该数组中的元素数量，char表明每个元素的类型。
   • 字符串可以理解为字符数组，每个单元存储一个字符，数组末尾用一个空字符（null character）标识结束。

3. 空字符\0是非打印字符，其ASCII码值为0。由于空字符的存在，因此字符串实际能存储的字符数要减1，剩下一个字节留给空字符。上例中字符串name实际能存储的字符数为39。

4. 转换字符%s用于读写字符串，%zd用于处理sizeof()和strlen()的返回值。

5. scanf()在遇到第一个空白（空格、制表符或换行符）时就不再读取输入。C语言还有其他的输入函数（如，fgets()），用于读取一般字符串，后面会详谈。

6. 使用符号常量（symbolic constant）或 明示常量（manifest constant）的好处：

   • 常量名比数字表达的信息更多；
   • 复用性更好。

7. 使用C预处理器来定义符号常量：#define NAME value。

   • 例如，#define PI 3.14159。编译程序时，程序中所有的PI都会被替换成3.14159。这一过程被称为编译时替换（compile-time substitution）。
   • 为什么PI要大写？因为用大写表示符号常量是C语言一贯的传统，这样做是为了提高程序的可读性，在程序中看到全大写的名称就立刻明白这是一个符号常量，而非变量。

8. C90标准新增了const关键字，用于限定一个变量为只读。

   const int MONTHS = 12;    // MONTHS在程序中不可更改，值为12
   

   const用起来比#define更灵活，后续会详谈。

9. printf()和scanf()是标准输入/输出函数，简称为I/O函数。printf()把整数、浮点数、字符和字符串转换成显示在屏幕上的文本，而scanf()正好与它相反，把输入的字符串转换成整数、浮点数、字符和字符串存储在内存中。

10. printf()的格式为：printf(格式字符串, 待打印项1, 待打印项2, ...)
    其中，格式字符串是双引号括起来的内容，包含两种形式不同的信息：(1)实际要打印的字符；(2)转换说明。待打印项1、待打印项2等都是要打印的项，可以是变量、常量或表达式。

11. printf()的转换说明

转换说明	含义
%a	浮点数、十六进制数和p记数法（C99/C11)
%A	浮点数、十六进制数和p记数法（C99/C11)
%c	单个字符
%d	有符号十进制整数
%e	浮点数，e记数法
%E	浮点数，e记数法
%f	浮点数，十进制记数法
%g	根据值的不同，自动选择%f或%e。
%G	根据值的不同，自动选择%f或%E。
%i	有符号十进制整数（和%d相同）
%o	无符号八进制整数
%p	指针
%s	字符串
%u	无符号十进制整数
%x	无符号十六进制整数，使用十六进制数0f
%X	无符号十六进制整数，使用十六进制数0F
%%	打印一个百分号

11. printf()的转换说明修饰符：在%和转换字符之间插入修饰符可修饰基本的转换说明。

修饰符	含义
标记	有6种标记（-、+、空格、#、*和0），可以不使用标记或使用多个标记 -：待打印项左对齐 +：有符号值若为正，则在值前面显示加号；若为负，则在值前面显示减号 空格：有符号值若为正，则在值前面显示前导空格；若为负，则在值前面显示减号 #：把结果转换为另一种类型。如果是%o格式，则以0开始；如果是%x或%X格式，则以0x或0X开始；对于所有的浮点格式，#保证了即使后面没有任何小数，也打印一个小数点字符；对于%g和%G格式，#防止结果后面的0被删除 *：抑制赋值（详见后面解释） 0：对于数值格式，用前导0代替空格填充字段宽度。对于整型格式，如果出现-标记或指定精度，则忽略该标记
数字	最小字段宽度 如果该字段不能容纳待打印的数字或字符串，系统会使用更宽的字段
.数字	精度 对于%e、%E和%f转换，表示小数点右边数字的位数 对于%s转换，表示待打印字符的最大数量 对于整型转换，表示待打印数字的最小位数 如有必要，使用前导0来达到这个位数 只使用.表示其后跟随一个0，所以%.f和%.0f相同
h	和整型转换说明一起使用，表示short int或unsigned short int类型的值
hh	和整型转换说明一起使用，表示signed char或unsigned char类型的值
j	和整型转换说明一起使用，表示intmax_t或uintmax_t类型的值。这些类型定义在stdint.h中
l	和整型转换说明一起使用，表示long int或unsigned long int类型的值
ll	和整型转换说明一起使用，表示long long int或unsigned long long int类型的值
L	和浮点转换说明一起使用，表示long double类型的值
t	和整型转换说明一起使用，表示ptrdiff_t类型的值。ptrdiff_t是两个指针差值的类型
z	和整型转换说明一起使用，表示size_t类型的值。size_t是sizeof()返回的类型

12. printf()有一个返回值，它返回打印字符的个数。如果有输出错误，则返回一个负值。

13. 给字符串断行有3种方法。

// longstrg.c --打印较长的字符串
#include 

int main(void)
{
    // 方法1：使用多个printf()语句
    printf("Here's one way to print a ");
    printf("long string.\n");

    // 方法2：使用反斜杠和Enter键组合
    printf("Here's another way to print a \
long string.\n");

    // 方法3：字符串连接
    printf("Here's the newest way to print a "
            "long string.\n");

    return 0;
 }

14. scanf()函数的格式为：scanf(格式字符串, 地址列表)
    其中，地址列表是指向变量的指针，此处不必了解如何使用指针，只需记住以下两条简单的规则：

    • 如果用scanf()读取基本变量类型的值，则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&。

15. scanf()函数所用的转换说明与printf()函数几乎相同。主要的区别是，对于float类型和double类型，printf()都使用%f、%e、%E、%g和%G转换说明，而scanf()只把它们用于float类型，对于double类型要用l修饰符。

16. 在scanf()中，除了%c，其他转换说明都会自动跳过待输入值前面的所有空白。

17. scanf()函数允许把普通字符放在格式字符串中。除空格字符外的普通字符必须与输入字符串严格匹配。

18. scanf()函数返回成功读取的项数。如果没有读取任何项，且需要读取一个数字而用户却输入一个非数值字符串，scanf()便返回0。

19. printf()和scanf()都可以使用*修饰符来修改转换说明的含义，但用法不一样。

    • printf()：如果不想预先指定字段宽度或精度，希望通过程序来指定，可以用*修饰符代替字段宽度或精度，但需要参数告诉函数，字段宽度或精度应该是多少。
    • scanf()：把*放在%和转换字符之间时，会使得scanf()跳过相应的输入项。在程序需要读取文件中特定列的内容时，这项跳过功能很有用。

20. 使用scanf()输入分数时，不能直接使用以下语句

/* 这是错误的分数输入 */
scanf("%f", &x);    // 在实际输入的时候不能输入类似"3/7"的数值，因为scanf()并不能识别"/"

/* 这是正确的分数输入 */
scanf("%d/%d", &x, &y);

21. 使用scanf()可以实现长数据的截取与跳过

/* 截取身份证号的出生年月日 */
#include 

int main(void)
{
    int year, month, day;
    
    printf("请输入您的身份证号：");
    scanf("%*6d%4d%2d%2d%*4d", &year, &month, &day);

    printf("您的生日是：%d年%d月%d日\n", year, month, day);

    return 0;
 }

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