C语言第四弹---printf和scanf详解

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系列专栏： 【C语言详解】 【数据结构详解】

1、printf和scanf详解介绍

1.1 printf

printf函数为库函数，给uu们两个查看库函数的方式，第一个下载msdn软件进行查找相关库函数知识，第二个用cplusplus网站查询库函数(建议使用旧版的，旧版的有搜索功能)。

cplusplus网站链接
旧版使用

注：msdn为小型软件，如果需要可以私信博主。

1.1.1 基本用法

printf() 的作用是将参数文本输出到屏幕。它名字里面的 f 代表 format （格式化），表示可以定制输出文本的格式。

#include 
int main(void)
{
printf("Hello World");
return 0;
}

上面命令会在屏幕上输出⼀行字“Hello World”。
printf() 不会在行尾自动添加换行符，运行结束后，光标就停留在输出结束的地方，不会自动换行。
为了让光标移到下⼀行的开头，可以在输出文本的结尾，添加⼀个换行符 \n 。

#include 
int main(void)
{
printf("Hello World\n");
return 0;
}

如果文本内部有换行，也是通过插入换行符来实现，如下方代码：

#include 
int main(void)
{
printf("Hello\nWorld\n");
printf("Hello\n");
printf("World\n");
return 0;
}

printf() 是在标准库的头文件 stdio.h 定义的。使用这个函数之前，必须在源码文件头部引入这个头文件。

1.1.2 占位符

printf() 可以在输出文本中指定占位符。
所谓“占位符”，就是这个位置可以用其他值代入。

// 输出 There are 3 apples
#include 
int main()
{
printf("There are %d apples\n", 3);
return 0;
}

上面示例中，There are %d apples\n 是输出文本，里面的 %d 就是占位符，表示这个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。
printf() 的第⼆个参数就是替换占位符的值，上面的例子是整数 3 替换 %d 。执行后的输出结果就是 There are 3 apples 。
常用的占位符除了 %d ，还有 %s 表示代入的是字符串.

#include 
int main()
{
printf("%s will come tonight\n", "zhangsan");
return 0;
}

上面示例中，%s 表示代入的是⼀个字符串，所以 printf() 的第⼆个参数就必须是字符串，这个例子是 zhangsan 。 执行后的输出就是 zhangsan will come tonight 。输出文本里面可以使用多个占位符。

#include 
int main()
{
printf("%s says it is %d o'clock\n", "lisi", 21);
return 0;
}

上面示例中，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（ lisi ）和第三个参数（ 21 ）。 执行后的输出就是 lisi says it is 21 o’clock 。
printf() 参数与占位符是⼀⼀对应关系，如果有 n 个占位符， printf() 的参数就应该有 n + 1 个。如果参数个数少于对应的占位符， printf() 可能会输出内存中的任意值。
注：printf()参数个数等于占位符个数加一个最前面的字符串参数。

1.1.3 占位符列举

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，方便查找，具体含义在后面章节介绍。

• %a ：⼗六进制浮点数，字母输出为小写。
• %A ：⼗六进制浮点数，字母输出为大写。
• %c ：字符。
• %d ：⼗进制整数。
• %e ：使用科学计数法的浮点数，指数部分的 e 为小写。
• %E ：使用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）。
• %g ：6个有效数字的浮点数。整数部分⼀旦超过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 ，唯⼀的区别是指数部分的 E 为大写。
• %hd ：⼗进制short int 类型。
• %ho ：⼋进制short int 类型。
• %hx ：⼗六进制 short int 类型。
• %hu ：unsigned short int 类型。
• %ld ：⼗进制 long int 类型。
• %lo ：⼋进制 long int 类型。
• %lx ：⼗六进制 long int 类型。
• %lu ：unsigned long int 类型。
• %lld ：⼗进制 long long int 类型。
• %llo ：⼋进制 long long int 类型。
• %llx ：⼗六进制 long long int 类型。
• %llu ：unsigned long long int类型。
• %Le ：科学计数法表示的 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。该占位符本身不输出，只将值存储在指定变量之中。
• %o ：⼋进制整数。
• %p ：指针。
• %s ：字符串。
• %u ：无符号整数（unsigned int）。
• %x ：十六进制整数。
• %zd ：size_t 类型。
• %% ：输出⼀个百分号

1.1.4 输出格式

printf() 可以定制占位符的输出格式

1.1.4.1 限定宽度

printf() 允许限定占位符的最小宽度

#include 
int main()
{
printf("%5d\n", 123); // 输出为 " 123"
return 0;
}

上面示例中， %5d 表示这个占位符的宽度至少为5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。

#include 
int main()
{
printf("%-5d\n", 123); // 输出为 "123 "
return 0;
}

上面示例中， 输出内容 123 的后面添加了空格。

对于小数，这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度。

// 输出 " 123.450000"
#include 
int main()
{
printf("%12f\n", 123.45);
return 0;
}

上⾯示例中， %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2个空格。

1.1.4.2 总是显示正负号

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 + 。

#include 
int main()
{
printf("%+d\n", 12); // 输出 +12
printf("%+d\n", -12); // 输出 -12
return 0;
}

上面示例中， %+d 可以确保输出的数值，总是带有正负号。

1.1.4.3 限定小数位数

输出小数时，有时希望限定小数的位数。举例来说，希望小数点后面只保留两位，占位符可以写成 %.2f。

// 输出 Number is 0.50
#include 
int main()
{
printf("Number is %.2f\n", 0.5);
return 0;
}

上面示例中，如果希望小数点后面输出3位（ 0.500 ），占位符就要写成 %.3f 。
这种写法可以与限定宽度占位符，结合使用。

// 输出为 " 0.50"
#include 
int main()
{
printf("%6.2f\n", 0.5);
return 0;
}

上面示例中， %6.2f 表示输出字符串最小宽度为6，小数位数为2。 所以，输出字符串的头部有两个空格。
最小宽度和小数位数这两个限定值，都可以用 * 代替，通过 printf() 的参数传入。

#include 
int main()
{
printf("%*.*f\n", 6, 2, 0.5);
return 0;
}
// 等同于printf("%6.2f\n", 0.5);

上⾯示例中， %*.*f 的两个星号通过 printf() 的两个参数 6 和 2 传入。

1.1.4.4 输出部分字符串

%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 指定输出的长度，其中 [m] 代表⼀个数字，表示所要输出的长度。

// 输出 hello
#include 
int main()
{
printf("%.5s\n", "hello world");
return 0;
}

上面示例中， 占位符 %.5s 表示只输出字符串“hello world”的前5个字符，即“hello”。

1.2 scanf

当我们有了变量，我们需要给变量输入值就可以使用 scanf 函数，如果需要将变量的值输出在屏幕上的时候可以使用 printf 函数，下面看⼀个例⼦：

#include 
int main()
{
int score = 0;
printf("请输⼊成绩:");
scanf("%d", &score);
printf("成绩是：%d\n", score);
return 0;
}

运行截图:

注：标准输入⼀般指的就是键盘，标准输出⼀般指的就是屏幕。

那接下来我们介绍⼀下 scanf 函数。

1.2.1 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 。
scanf() 的语法跟 printf() 类似。

scanf("%d", &i);

它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。
它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 就是⼀个占位符， % 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。

下面是⼀次将键盘输入读入多个变量的例子。

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

上面示例中，格式字符串 %d%d%f%f ，表示用户输入的前两个是整数，后两个是浮点数，比如 1 -20 3.4 -4.0e3 。这四个值依次放⼊ i 、 j 、 x 、 y 四个变量。

scanf() 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，用户输入的数据之间，有⼀个或多个空格不影响 scanf() 解读数据。另外，用户使用回车键，将输入分成几行，也不影响解读。

1
-20
3.4
-4.0e3//科学计数法打印

上面示例中，用户分成四行输入，得到的结果与⼀行输入是完全⼀样的。每次按下回车键以后，scanf() 就会开始解读，如果第⼀行匹配第⼀个占位符，那么下次按下回车键时，就会从第⼆个占位符开始解读。
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。

#include 
int main()
{
int x;
float y;
// ⽤户输⼊ " -13.45e12# 0"
scanf("%d", &x);
printf("%d\n", x);
scanf("%f", &y);
printf("%f\n", y);
return 0;
}

上面输出的449999994880.000000是精度不够导致的，用科学计数法是.45e12.
上面示例中，scanf() 读取用户输入时， %d 占位符会忽略起首的空格，从 - 处开始获取数据，读取到 -13 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 -13 。
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 .45e12 ，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。

由于 scanf() 可以连续处理多个占位符，所以上面的例子也可以写成下面这样。

#include 
int main()
{
int x;
float y;
// ⽤⼾输⼊ " -13.45e12# 0"
scanf("%d%f", &x, &y);
return 0;
}

1.2.2 scanf的返回值

scanf() 的返回值是⼀个整数，表示成功读取的变量个数。
如果没有读取任何项，或者匹配失败，则返回 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。

#include 
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;
}

输入输出测试：

如果输入2个数后，按 ctrl+z ，提前结束输⼊：

在VS环境中按3次 ctrl+z ，才结束了输入，我们可以看到r是2，表示正确读取了2个数值。

如果⼀个数字都不输入，直接按3次 ctrl+z ,输出的r是-1，也就是EOF。

1.2.3 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 %[0-9] ），遇到不在集合之中的字符，匹配将会停止。

上面所有占位符之中，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。

下面要特别说⼀下占位符 %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，应该指定读入字符串的最长长度，即写成 %[m]s ，其中的 [m] 是⼀个整数，表示读取字符串的最大长度，后面的字符将被丢弃。

#include 
int main()
{
char name[11];
scanf("%10s", name);
return 0;
}

上面示例中， name 是⼀个长度为11的字符数组， scanf() 的占位符 %10s 表示最多读取用户输入的10个字符，后面的字符将被丢弃，这样就不会有数组溢出的风险了。

1.2.4 赋值忽略符

有时，用户的输入可能不符合预定的格式。

#include 
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;
}

上面示例中，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。
为了避免这种情况， scanf() 提供了⼀个赋值忽略符（assignment suppression character） * 。
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。

#include 
int main()
{
int year = 0;
int month = 0;
int day = 0;
scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day);
return 0;
}

上面示例中，%*c 就是在占位符的百分号后面，加⼊了赋值忽略符 * ，表示这个占位符没有对应的变量，解读后不必返回。

总结

本篇博客就结束啦，谢谢大家的观看，如果公主少年们有好的建议可以留言喔，谢谢大家啦！