LINUX-C成长之路（三）：基本IO函数操作

在学习C语言的时候，基本的输入输出是非常重要的，因为我们时常要接收用户的输入，而且时常要将结果输出到屏幕，因此非常有必要注重地学习一下。

最常用的两个基本IO函数莫过于 printf()  和 scanf() 了，下面首先来详细地介绍一下它们。来看第一个示例代码：

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//example1.c  

#include <stdio.h>  

  

int main(void)  

{  

        char a1 = 'A';  

        int a2 = 100;  

        float a3 = 3.14;  

        printf("a1=%c, a2=%d, a3=%f\n", a1, a2, a3);  

  

        short int a4 = 10;  

        long int a5 = 20;  

        long long int a6 = 30;  

        printf("a4=%hd, a5=%ld, a6=%lld\n", a4, a5, a6);  

}  

在上面的代码中，第8行和第13行就是将各种不同的数据类型打印出来，这里，%c  %d  %f  %hd  %ld  %lld 这些称之为 格式控制符，其实，printf 和 scanf 函数之所以称为格式化IO函数，就是因为它们可以根据不同的格式控制符来处理各种类型的数据。
简单地讲，%d 用来表示 十进制 有符号 整型。%c 表示 字符。%f 表示浮点型数据。具体的所有的格式控制符的详细解释，请看下面的代码：

//example2.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
char a1 = 'A';
printf("char  a1 = %c, %d\n", a1, sizeof(a1)); // c就是character字符的意思

short a2 = 10;
printf("short a2 = %hd, %d \n", a2, sizeof(a2)); // h就是half一半的意思，表示a2是“半个”整型

int a3 = 100;
printf("int a3 = %d, %d\n", a3, sizeof(a3)); // d就是decimal十进制的意思

long a4 = 100;
printf("long a4 = %ld, %d\n", a4, sizeof(a4)); // l就是long的意思，表示a4是一个长整型

long long a5 = 100;
printf("long long a5 = %lld, %d \n", a5, sizeof(a5)); // ll就是long long的意思，表示a4是一个长长整型

float f1 = 1.0;
printf("float f1 = %f, %d\n", f1, sizeof(f1)); // f就是float的意思，表示f1是一个单精度浮点型

double f2 = 1.0;
printf("double f2 = %lf, %d\n", f2, sizeof(f2));

long double f3 = 1.0;
printf("long double f3 = %Lf, %d\n", f3, sizeof(f3)); // 注意下，长双精度不是 %llf ，而是 %Lf

char ch;
scanf("%c", &ch);
printf("ch = %c \n", ch);
scanf("%hhd", &ch);
printf("ch = %hhd \n", ch);

return 0;
}

Note: 输出结果及格式是 char = 1，%c, short = 2, %hd, int = 4, %d, long = 4, %ld, long long = 8, %lld, float = 4, %f, double = 8, %lf, long double = 12, %Lf.　还有，　char 类型的输出格式是%hhd, %c, h 代表half ,  而以%hhd 为格式来做输入的时候，　输入１，则输出１，　输入a, 输出９７，这个得特别注意。

下面，研究一下一个很重要的问题：对于 scanf() 而言，假如你要用户输入一个整数，或者输入一个浮点数，但是用户很调皮，偏不输入一个规规矩矩的你想要的数据，你的程序会如何呢？ 是立即就罢工甚至爆炸呢？ 还是有足够的智能来处理这些小顽皮的捣蛋呢？请看下面的例子：

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//example4.c  

#include <stdio.h>  

  

int main(void)  

{  

        printf("请输入一个0-127之间的整数\n");  

  

        char c;  

        scanf("%hhd", &c);  

  

        printf("这个数对应的字符是： %c\n", c);  

        return 0;  

}  

在example4.c 中，如果用户规规矩矩地输入你所要求的 0-127之间的 ASCII码值，程序当然可以顺利运行，打印出其对应的字符，但问题是假如用户输入诸如： 

abcd 或者 80.5 或者 80abcd 或者 abcd80  ， 但example4.c 遇到这样的输入的时候，它是无能为力的。因为它没有任何的输入确认的判断。

首先我们要知道一个事情，就是scanf() 这个函数的返回值，事实上，scanf() 这个函数的返回值代表了其正确地得到了用户输入的数据的个数，举个例子就明白了，就如有这个一段代码：

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int a, b, c;  

int n;  

n = scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);  

那么用户的输入分别是：

1，依次输入 100  200  300

2，依次输入 100  abc  300

3，依次输入 abc  200  300

n 的结果，则分别是 3， 1， 0.  当用户是第一种情况的时候，100,200和300都正确地被赋值到了a，b和c3个变量中。因此scanf正确得到了 3 个值，所以返回3. 第二种情况，scanf 只能正确地得到 100 这个数据并将其赋值给 a，但是后面的 abc 不是一个整数，因此被 scanf 拒绝，且 scanf 此时立即返回 1，代表正确得到了1 个值。在第三种情况下，用户一来就输入了 abc，scanf() 函数发现状况不妙，后面的 200,300 都不被理睬，返回了一个 0 ，代表啥也没得到，啥也没赋值。

关键是：那些没有被正确匹配并且赋值的输入，到哪儿去了？ 比如第二种情况下的 abc 和 300， 第三种情况下的 200 和300，它们会自动消失吗？ 答案是否定的。事实上，这些用户输入的数据并非直接了当地传递给了程序中的变量，而是先由标准IO库函数“暂管”起来，将它们放在一个缓冲区中，然后，scanf() 函数从这个缓冲区中逐个地拿取数据，当数据的类型匹配时，就继续拿取，当数据的类型不匹配时，则立即停止拿取数据，并返回已经拿取的数据个数。

因此上面的第一种情况是：将100，200和300都拿取过来，分别赋值给a，b和c，然后返回一个3，代表 scanf() 从缓冲区中正确拿取了3个数据。

第二种情况是：将 100 拿取过来，赋值给a，然后碰到 abc 不符合要求，因此立即停止拿取数据，并返回 1， 代表拿了一个数据。注意，此时 abc 和 300 并未消失，而是残留在缓冲区中。

第三种情况是：一开始就遇到 abc，不符合格式要求，因此 sacnf() 立即返回一个 0 ，代表啥也没拿到。同理，此时用户输入的 abc，200 和 300 并未消失，也残留在缓冲区中。

知道了这个道理，我们在要求用户再次输入数据的时候，就要注意了，因为上次格式不匹配的数据会残留在缓冲区中，请看下面的错误的代码：

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//example5.c  

  

int main(void)  

{  

        printf("请输入一个整数\n");  

  

        int n, ret;  

  

        while(1)  

        {  

                ret = scanf("%d", &n);  

  

                if(ret != 1)  

                        printf("格式不对，请再输一遍!\n");  

                else   

                        break;  

        }  

  

        printf("你输入的数是： %d \n", n);  

}  

这个代码，原意是想让用户输入一个整数，然后将其输出，如果输入的不是整数，就要求用户再输入一遍。可惜这是一段错误的代码，因为假如用户输入了一个 字母 a，这个 字母将会残留在缓冲区中，影响用户的下一次输入，也就是说，不管用户再次输入什么，scanf() 函数永远会先读到那个 a，因此就变成死循环了。正确的代码如下：

[cpp] view
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//example5.c  

  

int main(void)  

{  

        printf("请输入一个整数\n");  

  

        int n, ret;  

  

        while(1)  

        {  

                ret = scanf("%d", &n);  

  

                if(ret != 1)  

                {  

                        while(getchar() != '\n'); // 用 getchar() 清空非法字符  

                        printf("格式不对，请再输一遍!\n");  

                }  

                else   

                        break;  

        }  

  

        printf("你输入的数是： %d \n", n);  

}  

其中，我们增加了第 15 行，这是一个空循环，循环条件是 getchar() != '\n' ，这句话的意思是，用getchar() 这个函数去缓冲区拿取数据，每次拿去一个字符，只要不是回车符 '\n' ，就继续循环，直到拿到回车符为止。 为什么是回车符呢？ 因为用户再输入的时候，最后一定是按了一下回车键来结束输入的（本质原因是标准输入流是行缓冲类型的），因此在缓冲区中的数据一定是以
回车符 '\n' 作为结尾的，当我们用 getchar() 获取到回车符时，就表示缓冲区就被我们清空了！ 

Note: 用scanf 输入数据后， 如果没有取出来， 或是多输入了， 则下次取的时候，会把刚才的缓存中的数据读出来， 而读错了过后 ，数据会留在缓存。造成下次读其他的数据时报错。 用 while((ch = getchar()) != '\n')过滤掉缓存中不需要的数据。　还有 '=' 的级别比　‘!=’ 级别高，　所以需要用括号先括起来。