C语言程序设计基础

输入输出

计算机学院    杨已彪

yangyibiao@nju.edu.cn

提纲

  • 输出

  • 输入

printf函数

  • printf函数

  • scanf函数

printf函数

printf 函数必须提供格式字符串, 后跟打印期间要插入到串中的任何值:

printf(字符串, 表达式1, 表达式2, ...);

格式字符串可以包含普通字符和转换说明, 以 % 字符开头

转换说明 是一个占位符, 表示要在打印期间填充的值

  • %d 用于 int 值
  • %f 用于 float 值
  • %c 用于 char 值
  • %s 用于 char [] 值
printf函数

格式字符串:

  • 普通字符 按出现在字符串中的方式打印
  • 转换说明 则需用待显示的值来替换填充
int i, j;
float x, y;
 
i = 10;
j = 20;
x = 43.2892f;
y = 5527.0f;

printf("i = %d, j = %d, x = %f, y = %f\n", i, j, x, y);

输出: 
i = 10, j = 20, x = 43.289200, y = 5527.000000
printf函数

编译器不会检查格式字符串中转换说明数量与输出项数量是否匹配

  • 转换说明过多:
printf("%d %d\n", i); /*** WRONG ***/
  • 转换说明太少:
printf("%d\n", i, j); /*** WRONG ***/
printf函数

  • 编译器不会去检查转换说明是否合适

  • 如果程序员使用了不正确的转换说明, 程序将产生无意义的输出

int i;
float x;
printf("%f %d\n", i, x); /*** WRONG ***/
转换说明

转换说明可以采用 %m.pX 或 %-m.pX 形式

  • m 和 p 是整数常量
  • X 是一个字符
  • m 和 p 都是可选的
  • 如果省略 p, 则分隔 m 和 p 的句点也应删除

在转换规约 %10.2f 中, m 为 10 , p 为 2, X 为 f
在转换规约 %10f 中, m 为 10 且缺少 p(连同句点)
在转换规约 %.2f 中, p 为 2 且缺少 m

转换说明

最小字段宽度 m 指定要打印的最小字符数

  • 如果要打印的值需要少于 m 个字符, 则在字段内右对齐

转换说明 %4d 会将数字 123 显示为 •123(• 表示空格字符)

  • 如果要打印的值需要超过 m 个字符, 则字段宽度会自动扩展为所需的大小, 若 m 前面加上减号会导致左对齐

转换说明 %-4d 会将数字 123 显示为 123•

转换说明

精度 p 的含义取决于转换说明符 X 的选择

  • 结合 %d 说明符使用, %m.pX 中的 p 表示要显示的最小位数(如需要, 将在数字的开头添加额外的零)

  • 如果 p 省略, 则默认它的值为 1

转换说明

浮点数的转换说明:

  • %e — 指数格式: p 表示小数点后应该出现多少位(默认为 6); 如果 p 为 0, 则不显示小数点

  • %f — 固定十进制格式: p 与 e 说明符的含义相同

  • %g — 指数格式或固定十进制格式, 取决于数字的大小; p 表示要显示的最大有效位数; %g 不会显示尾随零. 如果在小数点后没有数字, 则 %g 不显示小数点

程序: 使用printf格式化数字

tprintf.c程序使用 printf 以各种格式显示整数和浮点数

/* Prints int and float values in various formats */ 
#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
  int i;
  float x;
 
  i = 40;
  x = 839.21f;
 
  printf("|%d|%5d|%-5d|%5.3d|\n", i, i, i, i);
  printf("|%10.3f|%10.3e|%-10g|\n", x, x, x);
 
  return 0;
}

输出:
|40|•••40|40•••|••040|
|•••839.210|•8.392e+02|839.21••••|
转义序列

形如 \n 的代码称为 转义序列

转义序列: 使字符串包含非打印(控制)字符和具有特殊含义的字符(如 ")

转义序列的部分列表:

警报(铃声) \a
回退符 \b
换行符 \n
水平制表符 \t
转义序列
  • 一个字符串可以包含任意数量的转义序列:
printf("Item\tUnit\tPurchase\n\tPrice\tDate\n");
  • 执行此语句会打印一个两行标题:
Item    Unit    Purchase
        Price   Date
转义序列

另一常见的转义序列是 \", 代表 " 字符:

printf("\"Hello!\""); /* prints "Hello!" */

要打印单个 \ 字符, 在字符串中放置两个 \:

printf("\\"); /* prints one \ character */
scanf函数

scanf 根据指定格式读取输入

scanf 格式字符串可以包含 普通字符 和 转换说明

scanf 接受的 转换说明 与 printf 基本相同

scanf函数

在多数情况下, scanf 格式字符串只包含转换说明:

int i, j;
float x, y;

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

样本输入:

1 -20 .3 -4.0e3

scanf 将变量 i、j、x和y赋值为 1、–20、0.3 和 –4000.0

scanf函数

使用 scanf 时, 程序员须自己检查:

  • 转换说明 的数量与 输入变量 的数量是否相同

  • 确保各个转换说明 适用于 相应变量

& 符号通常需要用在 scanf 调用中的每个变量之前

& 通常(但不总是)是必需的, 在读取输入至变量时需记住使用它

scanf工作原理

  • scanf 尝试将输入字符组与格式字符串中的转换说明进行匹配

  • 对每个转换说明, scanf 尝试在输入数据中寻找适当类型数据, 必要时跳过空格

  • scanf 然后读取该数据, 当它到达不属于该数据类型的字符时停止

  • 如果数据被成功读取, scanf 将继续处理格式字符串的其余部分

  • 如果数据读取不成功, scanf 立即返回

scanf工作原理

  • scanf 搜索数字时会忽略空白字符(空格、水平和垂直制表符、换页符和换行符)

  • 读取四个数字的 scanf 调用:

scanf("%d%d%f%f", &i, &j, &x, &y);
  • 输入的数字可以在一行上, 也可以分布在多行上:
••1
-20•••.3
•••-4.0e3
scanf工作原理 
scanf("%d%d%f%f", &i, &j, &x, &y);

样本输入: 
••1
-20•••.3
•••-4.0e3

scanf 看到一个字符流(¤代表换行符):

  • ••1¤-20•••.3¤•••-4.0e3¤

  • ssrsrrrsssrrssssrrrrrr(s = 跳过; r = 读取)

scanf工作原理

scanf 偷看 当前的下一个字符, 若不符合要求就不读进它, 留到下次调用scanf时继续读取字符流中数据时检查是否符合要求，如果字符流中没有可用的数据就会等待用户输入

scanf工作原理

  • 当被要求读取整数时, scanf 首先从输入搜索一个数字、一个加号或一个减号, 然后继续读取数字, 直到遇到nondigit

  • 当被要求读取浮点数时, scanf查找 +或-(可选), 后跟 数字(可能包含小数点), 后跟指数(可选), 指数由字母e(或E)、一个+或-符号(可选) 和 一个或多个数字组成

%e、%f 和 %g 与 scanf 一起使用时可互换

scanf工作原理

当 scanf 遇到不能成为当前变量一部分的字符时, 会 放回 该字符以在扫描下一个 输入变量 或在下一次 scanf 调用时再读取

scanf工作原理

样本输入:
1-20.3-4.0e3¤

scanf 的调用与之前一致

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

对应的 scanf 处理该输入的步骤:

  • %d 将1存储到i中并将-字符放回去
  • %d 将–20存储到j中并将.字符放回去
  • %f 将0.3存储到x并放回-字符
  • %f 将–4.0×103存储到y中并放回换行符
格式字符串中的普通字符

  • 当在格式字符串中遇到一个或多个空白字符时, scanf 从输入中读取空白字符, 直到它遇到一个非空白字符(即放回)

  • 当它在格式字符串中遇到非空白字符时, scanf 将其与下一个输入字符进行比较

  • 如果匹配, 则 scanf 丢弃输入字符并继续处理格式字符串

  • 若不匹配, 则 scanf 会将有问题的字符放回输入中, 然后中止

格式字符串中的普通字符

例子:

  • 如果格式字符串是 "%d/%d" 并且输入是 •5/•96, scanf 成功

  • 如果输入 •5•/•96, 则 scanf 失败, 因为格式字符串中的 / 与输入中的空格不匹配

要在第一个数字后允许空格, 需改用格式字符串 "%d /%d"

printf与scanf混淆

scanf 和 printf 的调用看起来相似, 但两者之间存在显著差异

一个常见的错误是在printf调用中将&放在变量前面:

printf("%d %d\n", &i, &j);  /*** WRONG ***/
printf与scanf混淆

错误地假设 scanf 格式字符串应该类似于 printf 格式字符串是另一个常见错误

考虑以下 scanf 调用:

scanf("%d, %d", &i, &j);
  • scanf 将首先在输入中查找一个整数, 并将其存储在变量 i 中
  • scanf将尝试将 逗号 与 下一个输入字符 匹配
  • 如果下一个输入字符是空格, 而不是逗号, 则scanf将终止而不读取j的值
printf与scanf混淆

多数情况下, 一定不要在 scanf 格式化字符串的末尾放置换行符

对于 scanf, 格式字符串中的 换行符 相当于一个空格:

  • 导致 scanf 前进到下一个非空白字符
  • 如果格式化字符串是 %d\n, scanf 将跳过空格, 读取一个整数, 然后跳到下一个非空格字符
  • 这种格式字符串会导致交互式程序 挂起 直到用户输入下一个非空格字符为止
程序: 分数相加

addfrac.c 程序提示用户输入两个分数, 然后计算和打印它们的和

示例程序输出:

Enter first fraction: 5/6
Enter second fraction: 3/4
The sum is 38/24

程序: 分数相加

addfrac.c

/* Adds two fractions */
 
#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
  int num1, denom1, num2, denom2, result_num, result_denom;

  printf("Enter first fraction: ");
  scanf("%d/%d", &num1, &denom1);
 
  printf("Enter second fraction: ");
  scanf("%d/%d", &num2, &denom2);
 
  result_num = num1 * denom2 + num2 *denom1;
  result_denom = denom1 * denom2;
  printf("The sum is %d/%d\n",result_num, result_denom)

  return 0;
}