scanf 与 printf 输入输出函数

格式化输入输出函数

所谓格式化输入输出，就是不再如同上一节介绍的函数那样，都是单纯地输入输出一个字符或者一行文字。格式化输入输出，就是要将各种类型数据（包括整型、浮点型以及字符串等类型的常量或变量），混合在一起进行输入输出。在C语言中格式化输入函数主要使用scanf（或scanf_s）函数，格式化输出函数主要是printf函数。

格式化输入输出函数，能够对各种类型的数据混合地输入输出，主要是依靠一个格式控制字符串来实现的。在格式控制字符串内通过%符号加字母，对输入输出的目标数据的类型进行预先标明。控制字符串内的%符号后面的字母，我们称之为输入输出控制符。控制字符串内的每一个控制符，在控制字符串后面必须有一个相应类型的常量、变量或表达式。控制串内的控制字符与控制串后面的输入输出目标，在类型与个数上必须是一一对应的，否则在输入输出时就会出现混乱。

scanf函数

scanf函数从标准输入流中，读取用户输入一段或多段文字，并将每段文字转换到各种类型的变量中去。

函数格式：int scanf( const char *format, ... );

scanf函数主要分为控制字符串与列表参数两部分。控制字符串也就是双引号内的部分，只允许放两种文字：控制符与间隔符。控制字符串内多段控制符之间，只能是空格、逗号或者单独指定的某种间隔符。如果在控制串内随意加入一些文字，尤其是想把要打印的文字放入scanf函数的控制字符串内，那将是非常错误的。例如：scanf(“请输入你的工号%d和姓名%d”, &n, &s); 这样的语法不但会被笑掉大牙，而且程序运行的结果也不如所想。

[例3-7] 测试scanf的控制字符串

//scanf的控制字符串内除了控制符外，就只能时间隔符号了。

#include <stdio.h>

int main( )

{

int nNumb;

char sName[20];

//下面这行代码是一个错误的scanf的用法

scanf("请输入你的工号%d和姓名%s", &nNumb, &sName);

printf("你输入的工号是：%d \n", nNumb);

printf("你输入的姓名是：%s \n", sName);

return 0;

}

/* printf("请输入一个员工的工号、姓名【以空格间隔】\n");

scanf("%d %s", &nNumb, &sName);

将以上代码输入到C语言编译器中进行编译、运行并查看打印结果：

a)运行之后观察是否有打印出“请输入……”的提示文字，输入一个工号和姓名后能否打印出输入的内容；

b)最好能在调试模式下单步执行，在监视器内观察scanf函数执行后，两个变量内的数据是否发生了变化；

c)用下方注释内的两行代码，代替语法错误的scanf那一行代码，再重新编译运行并查看结果；

d)最好能在调试模式下单步执行，观察scanf函数执行后两个变量内数据的变化情况。

结论：如果你想要先对用户提示再让其输入数据，你就必须用两行代码来实现。而不能像[例3-7]那样，直接将要输出的文字放在scanf的控制字符串中。

scanf函数的参数列表

在C语言中只有极少数的函数，带有…这样的参数格式，scanf与printf函数就属于这种特殊的函数。

这三个点代表控制字符串之后的参数列表中，参数的个数不受限制。普通函数的参数个数必须是固定的，比如getchar函数的参数个数是0个，putchar函数的个数是1个。如果调用普通函数时，参数的个数或类型不匹配，编译器在编译时都会报错。

值得注意的是：scanf的参数列表内，带入的每个变量都必须用&符号取变量的地址。取变量的地址带入之后，在输入数据之后scanf才将用户输入的数据，能按照每个变量的地址送入到对应的变量中。

[例3-8] 测试scanf的参数列表

//参数列表中的变量忘记了取地址的话，问题很严重。

#include <stdio.h>

int main( )

{

int nNumb=15;

char sName[20];

printf("请输入一个员工的工号、姓名【以空格间隔】：");

scanf("%d %s", nNumb, sName);

printf("你输入的工号：%d \n", nNumb);

printf("你输入的姓名：%s \n", sName);

return 0;

}

将以上代码输入到C语言编译器中进行编译、运行并查看打印结果：

a)运行之后观察打印过程是否正常，输入工号和姓名之后是否会出现程序崩溃，崩溃的提示是什么；

b)修改变量的初始化赋值，例如：int nNumb=2008；再重新编译运行，观察程序崩溃时的提示是什么；

c)在scanf函数中，分别给其中的一个变量加上取地址符号&，再重新编译运行，查看是否会出现程序崩溃；

结论：普通的整型、浮点数等类型的变量，代入到scanf的参数列表时必须取地址。否则，如果不取地址scanf函数会将变量内的数值当做内存地址。以VS编译器为例，当nNumb内的数值是15时，运行时输入数据之后回车的错误提示是：“写入0x0000000F地址时访问冲突”；当nNumb内的数值是2008时，输入数据之后提示是：“写入0x000007D8地址时访问冲突”。

图3-2 scanf参数错误分析

如图3-2所示，当普通变量不取地址直接代入scanf函数，在用户输入数据之后会产生软件崩溃。很显然，scanf函数把变量内存放的数据当做了内存地址，把数据送入了数据错误的内存地址造成崩溃。以上提示界面是来自于win7操作系统，win10操作系统不提示直接退出进程。

只有数组型变量可以不用取地址带入scanf函数，运行时用户输入数据之后程序也正常运行不会出错。原因是数组型变量自身就是一个内存地址，因此在scanf函数中数组型变量前可以不用加取地址符号&。

scanf函数的间隔符

scanf函数的控制串内，除了控制符（%号加一个字母）之外，其余的文字都应该算作是间隔符。例如：两段控制符之间用空格间隔，用户输入数据时就必须用空格间隔；如果两段控制符之间用逗号，用户输入时就必须用逗号间隔；如果两段控制符之间没有间隔符，缺省用户还是要用空格做间隔符。

[例3-9] 测试scanf的间隔符

#include <stdio.h>

int main( )

{

int x=0,y=0;

printf("请输入两个数字【格式是：x=…,y=…】：");

scanf("x=%d,y=%d", &x, &y);

printf(“你输入的是：x=%d,y=%d\n”, x, y);

return 0;

}

将以上代码输入到C语言编译器中进行编译、运行并查看打印结果：

a)运行之后直接输入两个数字以逗号间隔（例如：100,200），观察输入之后打印的结果是否正常；

b)按照提示的格式输入两个数字（例如：x=100,y=200），观察输入值后打印的结果是否正常；

c)最好能在调试模式下单步执行，在监视器内观察scanf函数执行后，两个变量内的数据是否发生了变化。

[例3-10] 继续测试scanf的间隔符

#include <stdio.h>

int main( )

{

int nNumb=15;

char sName[20];

printf("请输入一个员工的工号、姓名【格式是：工号=… 姓名=…】：");

scanf("工号=%d姓名=%s", &nNumb, sName);

//参数列表中的变量忘记了取地址的话，问题很严重。

printf("你输入的工号：%d \n", nNumb);

printf("你输入的姓名：%s \n", sName);

return 0;

}

将以上代码输入到C语言编译器中进行编译、运行并查看打印结果：

a)运行之后直接输入学号和姓名以空格间隔（例如：1008 张珊），观察输入之后打印的结果是否正常；

b)按照提示的格式输入两个数据（例如：工号=1009 姓名=李思思），观察输入值后打印的结果是否正常；

c)最好能在调试模式下单步执行，在监视器内观察scanf函数执行后，两个变量内的数据是否发生了变化。

结论：原来在scanf的控制串内，不止是空格和逗号等才能作为间隔符。控制串内控制符以外其他所有文字，包括控制符前面的文字也都应该算作是间隔符。在用户输入数据时，必须把这些间隔符一起按格式要求输入。否则，用户输入的内容如果缺少这些间隔符，不符合控制串内的格式要求的话，输入的数据都是无效的或不会被接收的。

printf函数

printf函数不但可以输出一行或多行文字，而且还可以混合输出的各种类型的数据（常量或变量）。

函数格式：int printf( const char *format, ... );

图3-3 printf函数解析

一、printf与scanf函数的相同点：

a) printf与scanf函数在格式上相似，也是分为控制字符串与列表参数两部分；

b)参数列表内输入输出目标的个数可以是很多个（没有上限），类型也可以是多种多样的；

c)控制串内的控制符与控制串后的参数列表中的输入输出目标，在个数与类型上必须一一对应的；

二、printf与scanf函数的不同点：

a) scanf函数在参数列表中的每一项，必须是变量而不能是常量，而且必须对每一个变量取地址（数组除外）；

b) printf函数在参数列表中的每一项，可以是变量也可以是常量或者其他表达式，而且即使是变量取地址或不取地址都是可以的；

c)printf函数参数列表中的变量，如果取地址打印的就是变量的地址，否则打印的就是变量内的数值。

d)scanf函数的控制串内只能有控制符与间隔符，而printf函数可以将各种文字与控制符混合在一起输出；

e)scanf函数的控制串内的控制符，或者参数列表内的变量个数至少是1个。而printf函数的控制串内的控制符个数，或者参数列表内的目标个数可以是0个，代表简单文字输出；

[例3-11]测试printf的格式化输出

#include <stdio.h>

int main( )

{

int nNumb;

char sName[20];

float fSalary=0.0f;

printf("请输入一个员工的工号、姓名和工资【以空格间隔】\n");

scanf("%d %s %f", &nNumb, sName, &fSalary);

printf("你输入的工号：%d\t姓名：%s\t工资：%f\n",

nNumb, sName, fSalary);

printf("nNumb的地址是：0x%p\nsName的地址是：0x%p\n fSalary的地址是：0x%p\n",

&nNumb, sName, &fSalary);

return 0;

}

将以上代码输入到C语言编译器中进行编译、运行并查看打印结果：

a)运行之后输入一组数据（例如：1009 李思思 5802.51），观察输入之后打印的结果是否正常；

b)按照提示的格式输入数据，观察输入值后打印的结果是否正常；

c)最好能在调试模式下单步执行，在监视器内观察scanf函数执行后，几个变量内的数据是否发生了变化。

类型控制符

如图3-4所示，在VS2015的帮助的索引中输入“printf function”，打开“type field characters”页面，这里有最全面和权威的格式化输出函数的控制符资料。当然如果你用的不是VS2015编译器，例如在linux或者苹果系统中的编译器，你可以用 “man printf” 命令来找到一些帮助资料。

图3-4 printf函数的格式控制符

VS2015的说明资料的英文说明的实在太完美了。第一句话就是说：“在格式化指定过程中，类型控制符是一个转换方式的标示符，（它们指定）每一个对应的参数将被作为一个字符、字符串、指针、整数或者浮点数来翻译”。In a format specification, the type character is a conversion specifier that specifies whether the corresponding argument is to be interpreted as a character, a string, a pointer, an integer, or a floating-point number.

融入英文语境之后，我们才能体验到西方人对技术资料的表达是多么的优美与贴切。最后一段英文是说，整数常用控制符包括d、I、o、u、x和X，浮点数常用控制符包括a、A、e、E、f、g和G。对于64位数据的输入输出，在windows下采用“I64”作为控制符，在linux或苹果系统中采用“ll”作为控制符。

表3-1 最常用的C语言控制符：

格式	printf函数	scanf函数
单字符	%c	%c
字符串	%s	%s
有符号的十进制整数	%d	%d
单精度浮点数（十进制记数法）	%f	%f
双精度浮点数（十进制记数法）	%lf	%lf
无符号的十进制整数	%u	%u
无符号的十六进制整数（使用“ABCDEF”）	%x	%x
无符号的八进制整数	%o	%o
变量地址	%p

printf函数的占位控制

如图3-5所示，在VS2015的帮助的索引中输入“printf function”，打开“width Specification”页面。第一句话是说：“在格式设定中，第二种可选字段是宽度设置。宽度参数是非负数的十进制整数，用来控制最小的输出字符数量”。In a format specification, the second optional field is the width specification. The width argument is a non-negative decimal integer that controls the minimum number of characters that are output.

图3-5 printf函数的占位控制

printf函数打印时的占位控制方式，包括：整数占位控制、浮点数占位控制以及字符串占位控制等。

一、浮点数占位控制方式分为以下几种情况：

a)%f（或%lf）：不指定宽度，整数部分全部输出并输出6位小数。例如：

printf("%f", 34.67852f);

printf("%l", 254.0 / 3);

b)%m.nf：输出共占m列，其中有n位小数，如数值宽度小于m左端补空格。例如：

printf("%8.3f", 34.67852f);

printf("%0.2lf", 254.0 / 3); //当m为0时，则不申请占位，按整数与小数自然需求占用。

c)%-m.nf：输出共占n列，其中有n位小数，如数值宽度小于m右端补空格。例如：

printf("%-8.3f",34.678f);

二、整数和字符串输出相同，只有占位控制和对齐控制没有小树位控制：

a)%md或%-md：-符号代表左对齐，缺省不带-符号是右对齐。例如： printf("%-8d%10s\n",1005, "张珊"); // 8和10代表的是占位管理

printf("%-8d%10s\n",1006, "李思思"); // 8和10代表的是占位管理

b)右对齐时缺省占位符是空格，如果在%符号后加一个0则以0占位。例如：

printf("%08d%-10s\n",1006, "李思思"); // 8和10代表的是占位管理

占位控制在后期项目开发中，常用与数据集合的列表打印，让各种不同长度的数据在列表中对齐。另外，在打印一个内存地址时，占位控制也很好用。例如：

int i = 88;

printf("i变量的内存地址是：0x%08x\n",&i);

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