C语言中的scanf的使用

感谢大家分享，今天在查阅了一些资料之后，终于直观的搞懂了C语言中的scanf的工作机制，以及经常遇到的各种奇葩问题。

scanf的工作机制

了解其工作机制，才能知晓其外表下的内在原因，总是有道理的。

scanf()函数的工作过程可以简单描述为如下过程：



只有当输入回车键的时候，scanf()才开始工作。

文字描述为：

为了提高存储器访问效率，操作系统的缓冲区管理机制，键盘输入的数据不是立即为scanf()读取，而是暂存于内存缓冲区，只有敲下回车键的时候，scanf()函数才开始工作（尤其要注意的是，回车键（\n，ASCII为10，换行为\r，ASCII为13）也会被送入缓冲区）。之后，scanf()从缓冲区中读取数据，只有当缓冲区为空时，程序才会停下来，等待用户输入；反之，缓冲区不为空时，scanf()可以一直按照格式说明读取数据。

scanf()函数原型

int scanf(格式说明，地址列表);

第一个参数：输入数据的格式要求，参见示例2

格式列表中，可能有多个数据格式，一般情况下，输入数据使用空格（space）、tab、回车进行分割；但是，当输入格式为%c时，空格、tab、回车会以ASCII码形式存储到对应参数地址所在内存空间。

第二个参数：读取的数据将要存入的地址，需要是变量的地址

scanf()的返回值：

1. 正整数，正确读取数据的个数

2. 0，输入数据与要求数据格式不符合，即正确读取数据个数为0.

3. EOF，在stdio.h中定义的常量，值一般为-1，Windows输入CTRL+Z。

示例1：

char ch,s1[20],s2[20];
scanf("%s",s1);
scanf("%s",s2);
scanf("%c",&ch);
printf("s1=%s,s2=%s,ch=%d",s1,s2,ch);

当用户输入：Hello World回车
输出为：s1=Hello,s2=World,ch=10
也就是说，scanf()工作时，第一个scanf()读取到空格，认为这是分隔符，取出Hello存入s1；第二个scanf()本来要等待输入的，结果发现缓冲区不空，直接读取数据，直到遇到回车，将World存入s2；第三个scanf()本来需要等待输入，结果发现缓冲区不空，且有字符\n，于是将回车符读入ch变量中，于是ch的ASCII值输出即为10了。

示例2：

int a,b;
scanf("%d,%d",&a,&b);
printf("a=%d,b=%d",a,b);
//input：1,2回车或1空格2回车，output：a=1,b=2

int a,b;
scanf("a=%d,b=%d",&a,&b);
printf("a=%d,b=%d",a,b);
//此时只有输入a=1,b=2才合理，仿照上面的输入会得到a=随机数，b=随机数

说明：

scanf(“a=%d,b=%d”, &a,&b)语句为例,格式说明参数为字符串“a=%d,b=%d”,其中“%d”为格式控制符,“a=”和“,b=”分别为第一、二个待接收数据的前驱字符(很多书称做格式说明参数中的“其它字符”);“ a”和“ b”为地址参数。

注意:在进行第二步数据类型匹配的时候(即匹配%d的时候),允许在对应数据之前输入0个或多个空格、回车、Tab键,scanf会自动忽略它们。

因此,输入:a=1,b=2↙或a=□1,b=□2↙效果是一样的,都会让a值为1,b值为2。

scanf函数对上面输入数据的匹配过程如下:

1)将前驱字符“a=”与缓冲区的数据进行匹配,完全相同;

2)进行数据类型“%d”的匹配,如果这时缓冲区内有空格之类分隔符,忽略它们,检测到整型数据1,类型合法(根据1后面的非整型数据逗号判断出整型数据输入结束),将1写入变量a的空间;

3)继续进行下一轮匹配,先对照第二个数据的前驱字符“,b=”,完全相等;

4)按格式说明参数匹配“%d”,忽略空格,接收数据2,存入对应空间;

5)检测到格式说明参数字符串已达到末尾,结束工作。

但是,如果输入:□a=1,□b=2↙则在scanf()函数测试到第一个输入字符空格的时候就认为它不匹配格式参数中要求的“a=”,立刻停止工作。因此变量a、b并没有被写入数据,它们的值是随机数(a、b是局部变量)。

再如,输入:a=1,□b=2↙则a值为1,b值为一个随机数。因为当检测到“,□b=”与格式说明参数中的前驱字符“,b=”不匹配时,scanf()函数结束工作,用户输入的整数2并未被识别进而存入变量b中。

说明:若格式说明参数中有空格,将自动被忽略。如语句scanf(”□%d□%d”, &a, &b)等价于scanf(“%d%d”, &a, &b),可以认为没有“前驱字符”,匹配流程跳过第一步。

示例3：

在各种编程题目中国，我们经常会看到while(~scanf("%d",&n)){}，表示读到输入结束，循环结束。

int a[10];
int i=0;
while(scanf("%d",&a[i++])!=EOF){}

上述代码片段用于输入一组正数到整数数组a中。

需要注意的是，分隔符需要使用回车，因为回车使得scanf()从缓冲区中读取数据，我们并不知道scanf()要运行多少次，需要输入一个数据读取一个数据，使用空格分割是不合理的。

判断scanf()的返回值不等于EOF和返回值的非为假，结果是一样的。
因为EOF，一般在stdio.h中定义为-1，原码为10000001，反码是11111110，补码是11111111；
正数的原码、反码、补码是一样的；负数的原码符号位为1，反码是（对原码）符号位不变、其余位取反；补码是（对原码）符号位不变、其余位取反、末位加1.
~EOF则是对EOF进行按位取反操作，结果为00000000，所以while循环结束。