详解C语言从标准输入中读数据+【scanf+scanf_s】+【getchar】

前言

在C语言中，你可以使用 C 标准库中的函数从标准输入中读取数据。以下是一些常用的函数：

• scanf
• getchar
• gets

scanf

基本语法

scanf 函数是用于从标准输入（通常是键盘）读取数据的常见函数。它可以根据指定的格式字符串来读取不同类型的数据。例如，如果要从键盘输入读取一个整数，可以使用以下代码来实现：

#include 		// 需要包含的头文件

int main() {
	int num;
	scanf("%d", &num);
}

这段代码表示从标准输入中（键盘输入）读取一个整数，并将其存储在 num 变量中。

"%d" 是输入控制符，表示我们需要的数据格式，num 是我们要从键盘输入赋值的那个变量。通过 scanf("%d", &num)，我们可以将键盘输入的值赋值给变量 num，其实是通过将键盘输入的变量存储在 num 的地址中（&num）来达到赋值的目的。

输入控制符

scanf 函数使用格式化字符串来指定要从输入中读取的数据的类型和格式。格式化字符串中的特定格式控制符（输入控制符）告诉 scanf 该如何解释输入数据。键盘输入的数据都是以字符的形式存储在缓存区的，使用了输入控制符就可以将输入的字符转化为我们想要的数据类型。比如，我们在键盘中输入 1，它表示的并不是数字 1，而是字符 '1'，我们通过 "%d" 这个输入控制符将字符 '1' 转化成我们需要的十进制数 1，然后赋值给我们指定的变量。

以下是一些常见的输入控制符：

控制符	含义	控制符	含义
%d	读取十进制整数	%f	读取浮点数
%x/%X	读取十六进制整数	%lf	读取双精度浮点数
%o	读取八进制整数	%c	读取字符
		%s	读取字符串

读取多个数据

一行读取多个变量

以上的示例代码我们仅仅从键盘输入中读取了一个数据，我们可以使用多个格式控制符来从键盘读取多个数据，它们可以以空格或者其他分隔符来分隔。以下是一个用空格来分隔多个输入的示例代码：

#include 		// 需要包含的头文件

int main() {
	int a, b, c;
	scanf("%d %d %d", &a, &b, &c);
    printf("a = %d\nb = %d\nc = %d\n", a, b, c);
}

运行上述代码，我们以空格为分隔符在终端窗口输入三个十进制的整型数字（其实是字符），按下回车键，终端上就会输出（以你输入的三个数字为 4 5 7 为例）：

a = 4
b = 5
c = 7

注意：虽然我们可以使用其他分隔符来分隔控制输入多个数据，但是不建议使用空格之外的其他分隔符，这牵涉到输入法的问题。通常程序语言中的所有字符都是英文输入法下的字符，而我们的电脑输入法通常都默认的是中文输入法，如果如果你在输入字符时没有注意到输入法，就很有可能将中文字符输入进去作为分隔符，就会造成后续程序的报错等等问题。以逗点为例，在英文输入法下是 , 这样的，在中文输入法下是 ， 这样的，一个不小心就会输入错误还不容易分辨。而空格分隔符不论是在哪种输入法下的一个还是两个都不会影响字符的分隔，因此推荐使用空格进行字符分隔

多行读取数据

现在我们需要从标准输入读入多行数据，一共是 m 行数据，每行有 n 个整型数据，现在要求把这些个数据读到一个 mxn 的数组中。这要怎么操作呢？

#include 

int main() {
    int m, n;
    printf("Enter the number of rows (m) and columns (n): ");
    scanf("%d %d", &m, &n);

    // 创建一个 mxn 的二维数组
    int matrix[m][n];

    printf("Enter the elements:\n");

    // 读取数据到二维数组
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            scanf("%d", &matrix[i][j]);
        }
    }

    // 打印二维数组
    printf("The entered matrix is:\n");
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            printf("%d ", matrix[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    
    return 0;
}

这段代码首先要求用户输入矩阵的行数 m 和列数 n，然后创建一个 m x n 的二维数组。接下来，通过嵌套循环，它从标准输入中循环读取 m 行，每行包含 n 个整数，并将它们存储在二维数组中。最后，它打印出整个二维数组。

更安全的scanf_s

scanf_s 是 Microsoft Visual Studio 等一些编译器的扩展，用于提高输入的安全性。它是 scanf 函数的增强版本，旨在防止缓冲区溢出和安全漏洞。与标准的 scanf 不同，scanf_s 要求您提供字段的最大宽度（字符数）以防止输入数据超出缓冲区的范围，当然你也可以不提供。其使用方法与 scanf 基本一致。

基本语法

现在我们要从键盘输入整型变量 a 字符型变量 b，使用 scanf_s 的实现代码如下所示：

#include 

int main() {
    
    int a;
    char b;
    scanf_s("%d %c", &a, &b, sizeof(a), sizeof(b));
    printf("%d\n", a);
    printf("%c", b);
}

从以上代码中我们注意到：当你使用 scanf_s 从键盘读入数据并且提供了输入字段的最大宽度，输入字段的最大宽度的 sizeof() 要放置在所有取地址变量之后。

注意：在输入使用 scanf_s 从键盘读入字符型或者字符串类型数据时（字符或者字符串作为从键盘输入的多种数据类型中的第一个），输入字段的最大宽度 sizeof() 要放在每一个取地址变量之后。例如以下代码：

#include 

int main() {
    
    char a;
    char b;
    scanf_s("%c %c", &a, sizeof(a), &b,  sizeof(b));
    printf("%c\n", a);
    printf("%c", b);
}

getchar

基本语法

getchar 是一个标准C库函数，用于从标准输入（通常是键盘）读取单个字符。它的原型如下：

int getchar ( void );

以下是一个使用 getchar从键盘输入读取单个字符的例程。

#include 

int main() {
    int ch; // 用于存储读取的字符的整数值

    printf("请输入一个字符: ");
    ch = getchar(); // 从标准输入读取一个字符

    if (ch != EOF) {
        printf("你输入的字符是: %c\n", ch); // 打印字符
    } else {
        printf("未能读取字符或达到文件结束 (EOF)。\n");
    }

    return 0;
}

上述代码中，我们使用 getchar 从标准输入中读取一个字符，并将其存储在整数变量 ch 中。因为 getchar 返回一个整数，而不是字符，所以我们可以检查是否达到文件结束（End of File，EOF）。EOF 是一个特殊的整数值，通常表示输入流的结束。如果 getchar 返回 EOF，那么说明没有成功读取字符或达到文件结束。

需要注意的是，getchar 通常与缓冲区输入配合使用，因此它会等待用户输入，并在用户按下回车键时才返回。你可以多次调用 getchar 来连续读取多个字符，直到需要的字符被读取为止。

多次调用 getchar

getchar 函数通常用于逐字符读取标准输入流（通常是终端键盘输入）。你可以多次调用 getchar 来逐字符读取用户输入，进行字符处理或者构建字符串。以下是一个多次调用 getchar 来读取用户输入并统计字符个数的例程：

#include 

int main() {
    printf("请输入一行文本: ");

    int count = 0;  // 用于统计字符个数
    int ch; 		// 存储读取的字符

    // 使用循环逐字符读取输入，直到遇到换行符（Enter键）
    while ((ch = getchar()) != '\n') {
        count++;    // 每读取一个字符，字符计数加1
    }

    printf("字符个数: %d\n", count);

    return 0;
}

在上述示例中，getchar 被用来逐字符读取用户输入，然后通过一个 while 循环，不断读取字符，直到遇到换行符（Enter键）为止。在循环中，每读取一个字符，count 计数器递增。最后，程序输出读取的字符个数。

gets

已经被弃用了

gets 是一个C标准库函数，用于从标准输入（通常是键盘）中逐行读取字符数据，直到遇到换行符（‘\n’）或文件结束符（EOF），然后将读取的字符数据存储到一个字符串中。然而，gets 函数在C11标准中被废弃，并不再建议使用，因为它存在缓冲区溢出的安全风险。

由于 gets 不检查目标字符串的大小，因此如果输入的数据超过了字符串的容量，它可能会导致缓冲区溢出，这是一种严重的安全漏洞。因此，强烈建议不再使用 gets 函数，而改用更安全的函数来读取用户输入。

相反，我们可以使用 fgets 函数来安全地读取一行输入，并指定读取的最大字符数，以防止缓冲区溢出。这一点，我们将在 从数据流中读数据 中介绍。

总结

本文主要复习总结了 C 语言中的从标准流中读入数据的一些函数。当然这些函数同样适用于 C++，因为 C++ 是 C 语言的一个超集，基本上集成了所有 C 语言的操作。

从标准输入读数据最常用的函数还是 scanf，读者要熟练使用该函数从标准输入流中读入多个变量数据，包括使用嵌套循环从标准输入中读取多行多列的数据。

思考

在上面的讲解中已经向大家介绍了 “使用嵌套循环从标准输入中读取多行多列的整型数据”，现在留一个思考考题：你是否可以从标准输入中读入多行字符串类型的数据呢，可以的话，请问 C 语言实现，将从标准输入中读入多行字符串存储到数组中。

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