C语言format函数如何正确使用？

格式化字符串

无论是 printf 还是 scanf，它们都依赖于一个格式化字符串,这个字符串包含了两种类型的字符：

1. 普通字符：这些字符会原样输出（printf）或作为输入时的分隔符（scanf）。
2. 格式说明符：以百分号 开头，后面跟一个或多个字符，用于指定如何转换和打印/读取一个特定类型的数据。

格式化输出：printf 函数

printf 函数用于将格式化数据输出到标准输出（通常是屏幕）。

基本语法

int printf(const char *format, ...);

• format：格式化字符串。
• 可变参数列表,数量和类型必须与格式化字符串中的格式说明符一一对应。
• 返回值：成功打印的字符数,失败则返回负数。

常用格式说明符

修饰符

可以在 和字母之间添加修饰符来更精确地控制输出格式。

• 宽度：指定最小输出字段宽度，如果内容不足，默认用空格填充。
  • %5d：printf("%5d", 10); // 输出 10 (右对齐,总宽度5)
  • %-5d：printf("%-5d", 10); // 输出 10 (左对齐)
• 精度：对于浮点数，指定小数点后的位数；对于字符串，指定最大打印字符数。
  • %.2f：printf("%.2f", 3.14159); // 输出 14
  • %.5s：printf("%.5s", "Hello World"); // 输出 Hello
• 标志
  • 对于有符号数，总是显示正负号。 printf("%+d", 10); // +10
  • ` (空格)：正数前加空格，负数前加负号。printf("% d", 10); 10`
  • 对于 o (八进制), x (十六进制), f/e/g (浮点数)，显示特定的前缀或小数点。 printf("%#x", 255); // 0xff

示例代码

#include <stdio.h>
int main() {
    int age = 25;
    char name[] = "Alice";
    double height = 1.68;
    int score = 95;
    // 基本用法
    printf("Name: %s\n", name);
    printf("Age: %d\n", age);
    printf("Height: %.2f meters\n", height); // 精度修饰符
    // 带宽度和对齐
    printf("|%10d| (右对齐，宽度10)\n", score);
    printf("|%-10d| (左对齐，宽度10)\n", score);
    // 带标志
    printf("Score with sign: %+d\n", score);
    // 输出百分号
    printf("You scored 100%% in the exam.\n");
    return 0;
}

输出结果：

Name: Alice
Age: 25
Height: 1.68 meters
|        95| (右对齐，宽度10)
|95        | (左对齐，宽度10)
Score with sign: +95
You scored 100% in the exam.

格式化输入：scanf 函数

scanf 函数用于从标准输入（通常是键盘）读取格式化数据。

基本语法

int scanf(const char *format, ...);

• format：格式化字符串。
• 可变参数列表，必须是变量的地址（使用 & 运算符获取）。
• 返回值：成功匹配并赋值的字段数量，如果读取失败（如遇到文件结尾或非预期字符），则返回 EOF。

常用格式说明符

scanf 的格式说明符与 printf 类似,但用途是读取。

关键注意事项

1. 变量地址：scanf 的参数必须是变量的地址，忘记使用 & 是一个非常常见的错误。

   int num;
   scanf("%d", num); // 错误！
   scanf("%d", &num); // 正确！

2. %s 和缓冲区：%s 读取字符串时，会在末尾自动添加 \0，你必须确保提供的字符数组足够大，以防止缓冲区溢出,最好指定读取的最大宽度。

   char name[50];
   scanf("%s", name); // 有风险，如果输入超过49个字符就会溢出。
   scanf("%49s", name); // 更安全，最多读取49个字符，留1位给'\0'。

3. %c 和空白字符：%c 会读取输入流中的下一个字符，无论它是什么（包括空格和换行符），如果你想在读取一个字符串后读取一个字符，需要先“消耗掉”换行符。

   
   （图片来源网络，侵删）

   char first_name[20], last_initial;
   printf("Enter your first name: ");
   scanf("%s", first_name); // 假设输入 "John"
   // 输入缓冲区中还剩下一个换行符 '\n'
   printf("Enter your last initial: ");
   scanf("%c", &last_initial); // 这会直接读取 '\n'，而不是用户输入的字母
   // 正确的做法是：
   // printf("Enter your first name: ");
   // scanf("%s", first_name);
   // scanf(" %c", &last_initial); // 在 %c 前加一个空格，告诉 scanf 跳过所有空白字符

示例代码

#include <stdio.h>
int main() {
    int id;
    char product[50];
    float price;
    printf("Enter product ID, name, and price (e.g., 101 Apple 1.99): ");
    // scanf 返回成功读取的项目数
    int items_read = scanf("%d %49s %f", &id, product, &price);
    if (items_read == 3) {
        printf("\n--- Product Details ---\n");
        printf("ID: %d\n", id);
        printf("Name: %s\n", product);
        printf("Price: $%.2f\n", price);
    } else {
        printf("Error: Invalid input format.\n");
    }
    return 0;
}

交互示例：

Enter product ID, name, and price (e.g., 101 Apple 1.99): 102 Banana 0.59
--- Product Details ---
ID: 102
Name: Banana
Price: $0.59

其他相关函数

除了 printf 和 scanf,还有其他一些格式化函数：

• fprintf：向指定的文件流（FILE*）写入格式化数据。

  FILE *fp = fopen("output.txt", "w");
  fprintf(fp, "User: %s, Score: %d\n", "Bob", 88);
  fclose(fp);

• fscanf：从指定的文件流（FILE*）读取格式化数据。
• sprintf：将格式化数据写入一个字符串缓冲区，而不是屏幕。

  char message[100];
  int x = 10, y = 20;
  sprintf(message, "The sum of %d and %d is %d.", x, y, x + y);
  // message 现在是 "The sum of 10 and 20 is 30."

• sscanf：从一个字符串中读取格式化数据。

  char data[] = "ID: 123, Name: Charlie";
  int user_id;
  char user_name[50];
  sscanf(data, "ID: %d, Name: %49s", &user_id, user_name);
  // user_id 是 123, user_name 是 "Charlie"

掌握 printf 和 scanf 的格式化功能是 C 语言编程的基础，它能让你精确地控制数据的显示和输入,是构建交互式程序的关键。