C语言的键盘输入和屏幕输出

键盘输入和屏幕输出是编写简单的顺序结构程序时最常用到的操作。C程序中的键盘输入和屏幕输出都是通过调用输入/输出函数实现的。本章介绍常用的输入/输出函数。
一、单个字符的输入/输出
1.字符常量
C语言中的字符常量是用单引号括起来的一个字符。例如，‘a’是字符常量，而a则是一个标识符。再如，‘3’表示一个字符常量，而3则表示一个整数。
把字符放在一对单引号的做法，适用于多数可打印字符，但不适用于某些控制字符（如回车符、换行符等）。因此，C语言中还引入了另外一种特殊形式的字符常量一转义字符（Escape Character），它是以反斜线（＼）开头的字符序列，它有特定的含义，用于描述特定的控制字符，使用时同样要放到一对单引号内。常用的转义字符如’\n’,’\t’。
转义字符表如下表。

字符含义字符含义
‘\n’ 换行 ‘\a’ 响铃报警提示声
‘\r’ 回车（不换行） ‘\“‘ 一个双引号
‘\0’ 空字符，通常用做字符串结束标志 ‘\’’ 单引号
‘\t’ 水平制表 ‘\’ 一个反斜线
‘\v’ 垂直制表 ‘?’ 问号
‘\b’ 退格 ‘\ddd’ 1到3位八进制ASCII码值所代表的字符
‘\f’ 走纸换页 ‘\xhh’ 1到2位十六进制ASCII码值所代表的字符

例如，前几章的程序实例中涉及的字符’\n’，就是一种转义字符，它用于控制输出时的换行处理，即将广播移到下一行的起始位置。与’\n’不同的是的，’\r’则表示回车，但不换行，即将广播移到当前行的起始位置。而’\t’为水平制表符，相当于按下TAB键。
另外值得注意的是：转义序列出现在字符串中时，是按单个字符计数的。例如，字符串”abc\n“的长度是4而非5.因为字符’’\n’代表1个字符。
由于字符型变量仅占1个字节的内存空间，因此它只能存放1个字符。字符型变量的取值范围取决于计算机系统所使用的字符集。目前计算机上广泛使用的字符集是ASCII码（美国标准信息交换码）字符集(可参考程序软件上的字符表)。该字符集规定了每个字符所对应的编码，即在字符序列中的“序号”。也就是说，每个字符都有一个等价的整型值与其相对应，这个整型值就是该字符的ASCII码。从这个意义上而言，可将char型看成是一种特殊的int型。
一个整型数在内存中是以二进制形式存储的，而一个字符在内存中也是以其对应的ASCII码的二进制形式存储的。例如，字符’A’在内存中存储的是其ASCII码65的二进制值，存储形式与整型数65类似，只是在内存中所占的字节数不同而已。char型数据占1个字节。
在ASCII码取值范围内，对char型数据和int型型数据进行相互转换不会丢失信息，二者可以进行混合运算。同时，一个char型数据既能以字符型格式输出，也能以整型格式输出，以整型格式输出时就是直接输出其ASCII码的十进制值。
2.字符的输入/输出
getchar（）putchar（）是C标准函数库中专门用于字符输入/输出的函数。函数putchar（）的作用是把一个字符输出到屏幕的当前广播位置。而函数getchar（）的作用是从系统隐含指定的输入设备（即将端键盘）输入一个字符，按回车键表示输入结束，读入的字符会自动被回显到屏幕上。
【例11.1】从键盘输入一个大写英文字母，将其转换为小写字母后，再现实到屏幕上。
【问题求解分析】观察附录D中的常用ASCII字符表，可以发现这样一个规律，即小写英文字母的ASCII码值比相应的大写英文字母的ASCII码值大32，即’a’与’A’、’b’与’B’、’c’与’C’……的ASCII码值均相差32。根据这一规律，可轻松实现大小写英文字母之间的转换。程序如下：
#include “stdio.h”
void main()
{
char ch;
printf(“press a key and then press enter:”);
ch=getchar(); /从键盘输入一个字符，按回车键结束，该字符存入变量ch/
ch=ch+32; /将大写字母转换了小写字母/
putchar(ch); /大屏幕上显示变量ch中的字符/
putchar(’\n’); /输出一个回车换行控制符/
}
程序的运行结果如下：
Press a key and then press enter:B
b
程序第6行语句首先调用函数getchar（）从键盘输入一个字符，然后将读入的字符即函数getchar（）的返回值赋值给字符型变量ch。注意，函数getchar（）没有参数，函数的返回值就是从终端键盘读入的字符。因此，不要把该语句写成如下形式：
getchar（ch）；/错误的使用方法/
第7行语句将变量ch中的大写英文字母的ASCII码值加上32，即可得到相应的小写英文字母的ASCII码值，从而实现大写英文字母到小写英文字母的转换。由于字符’a’与字符’A’相减，相当于字符’a’与字符’A’的ASCII码值相减，也相当于字符’b’与字符’B’的ASCII码值相减……而二者相减的差值就是32，因此第7行语句与下面的语句是等价的；
ch=ch+(‘a’-’A‘）;
第8行语句调用函数putchar（）向终端显示器屏幕的当前光标位置输出ch中的字符，函数putchar（）的参数就是待输出的字符，这个字符既可以是可打印字符，也可以是转义字符。
二、数据的格式化屏幕输出
函数printf（）的一般格式
printf（格式控制字符串）；
printf（格式控制字符串，输出值是参数表）；
其中，格式控制字符串（format string）是用双引号括起来的字符串，也称转换控制字符串，输出值参数表可有多个输出值，也可没有（只输出一个字符串时）。一般情况下，格式控制字符串包括两部分：格式转换说明（Format Specifier）和需原样输出的普通字符。如表4—2所示，格式转换说明有%开始，并以转换字符（Conversion Character）结束，用于指定各输出值参数的输出格式。
常用函数printf()的格式转换说明
格式转换说明用法
%d 输出带符号的十进制整数，正数的符号省略
%c 输出一个字符
%s 输出字符串
%f 以十进制小数形式输出实数
%% 输出百分号%%

输出值参数表是需要输出的数据项的列表，输出数据项可以使变量或表达式，输出值参数之间用逗号分隔，其类型应与格式转换说明符相匹配。每个格式转换说明符和输入值参数表中的输出值参数一一对应，没有输出值参数时，格式控制字符串中不再需要格式转换说明符。
【例4.2】从键盘输入一个大写的英文字母，将其转换为小写英文字母后，将转换后的小写英文字母及其十进制的ASCII码值显示到屏幕上。
#include “stdio.h”
void main()
{
char ch;
printf(“press a key and then press enter:”);
ch=getchar(); /从键盘输入一个字符，按回车键结束，该字符存入变量ch/
ch=ch+32; /将大写字母转换了小写字母/
putchar(ch); /大屏幕上显示变量ch中的字符/
printf(“%c,%d\n”,ch,ch);
}
程序的运行结果如下:
Press a key and then press enter:B
b，98
程序运行结果如下：
与例11.1程序相比，这个程序改用格式化输出函数printf（）来输出字符，与输出字符的函数putchar（）相比，函数printf（）的优势是既能以字符格式（%c）也能以十进制整型格式（%d）输出char型变量的值（如程序第8行所示）。以十进制整型格式（%d）输出时输出的是char型变量的ASCII码值。这里，下面两条语句的作用是等价的。
printf(“%c”,ch);
putchar(ch);
而下面两条语句的作用也是等价的。
printf(“\n”);
putchar(‘\n’);
三、数据的格式化键盘输入
1.函数scanf（）的一般格式
scanf（格式控制字符串，参数地址表）；
其中，格式控制字符串是用双引号括起来的字符串，它包括格式转换说明符和分隔符两个部分。函数scanf（）的格式转换说明符（如表4-4所示）通常由%开始，并以一个格式字符结束，用于指定各参数的输入格式。
格式转换说明用法
%d 输入十进制整数
%c 输入一个字符，空白字符（包括空格、回车、制表符）也是有效字符
%s 输入字符串，遇到空白字符（包括空格、回车、制表符）时，系统认为读入结束。
%f 输入实数、以小数或指数形式输入均可
%% 输出百分号%%
参数地址表是由若干变量的地址组成的列表，这些参数之间用逗号分隔。函数scanf（）要求必须指定用来接收数据的变量的地址，否则数据不能正确读入指定的内存单元。
2.函数scanf（）中的格式修饰符
与prinf（）类似，在函数scanf（）的%和格式符中间也可插入格式修饰符。
在用函数scanf（）输入数值型数据时，遇到以下几种情况都认为数据输入结束：
遇空格符，回车符，制表符（TAB）
达到输入域宽；
遇非法字符输入。
注意，如果函数scanf（）的格式控制字符串存在除格式说明符以外的其他字符，那么这些字符必须在输入数据时由用户从键盘原样输入。
【例4.4】下面程序用于演示函数scanf（）对输入数据的格式要求。
#include “stdio.h”
void main()
{
int a,b;
scanf("%d %d",&a,&b);
printf(“a=%d,b=%d\n”,a,b);
}
当要求程序输出结果为a=12，b=34时，用户应该如何输入数据？
答：因为程序第5行语句中的两个格式转换说明符之间是空格符，作为普通字符，它必须在用户输入时原样输入，即输入数据之间应以空格作为分隔符。所以此时应按以下格式输入数据：
12 34
当限定用户输入数据以逗号为分隔符，即输入数据限定为以下格式时，应修改程序中的哪条语句？怎样修改？
12,34
答：如果要求输入数据之间以逗号分隔，那么两个格式转换说明符之间必须以逗号分隔，即应该将程序第5行语句修改为
scanf("%d，%d",&a,&b);
当程序第5行语句修改为如下语句时，用户应该如何输入数据？
使用函数scanf（）时忘记在变量前面加上取地址运算符，以指定用来接收数据的变量的地址，这是一个初学者常犯的错误。
常见错误实例常见错误描述错误类型
printf(“Input a:”);
Printf(“Input a:”); 将printf()误写为print()或者Printf(). 链接错误
printf(“Input a:);
scanf(%d”,&a); 忘记给printf()或scanf()中的格式控制字符串加上双引号编译错误
scanf(“%d,”&a);
printf(“a=%d,”a); 将分隔格式控制字符串和表达式的逗号写到了格式控制字符串内编译错误
Scanf(“%d”,a); 忘记给scanf()中的变量加上取地址符提示warning
printf(“a=%d\n”); 忘记写输出变量参数运行时错误
scanf(“%.2f”,&c); 用scanf()输入实型数据时在格式控制字符串中规定了精度运行时错误

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