c语言 scanf printf

printf - 格式化输出

printf 的全称是 "Print Formatted"，即“格式化打印”，它的作用是将数据按照你指定的格式，输出到标准输出设备（通常是你的屏幕）。

基本语法

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

• 返回值：它返回成功打印的字符个数（不包括结尾的 \0），如果发生错误，则返回一个负数。
• format：这是一个格式化字符串，它包含了两种类型的字符：
  • 普通字符：会原样输出。
  • 格式说明符：以 开头，用来指定后面要输出的变量的类型和格式。
• (省略号)：表示这是一个可变参数列表，你需要提供与格式说明符一一对应的变量。

常用格式说明符

示例代码

#include <stdio.h>
int main() {
    int age = 25;
    char initial = 'J';
    float height = 1.75f;
    double pi = 3.141592653589793;
    char name[] = "Alice";
    // 普通字符和格式说明符混合
    printf("My name is %s.\n", name); // 输出: My name is Alice.
    printf("My initial is %c and my age is %d.\n", initial, age); // 输出: My initial is J and my age is 25.
    // 输出浮点数，可以控制小数位数
    printf("My height is %.2f meters.\n", height); // 输出: My height is 1.75 meters. (.2f 表示保留2位小数)
    // 输出 double 类型
    printf("The value of pi is %.10f.\n", pi); // 输出: The value of pi is 3.1415926536.
    // 输出变量的地址
    int num = 10;
    printf("The address of num is %p.\n", &num); // 输出: The address of num is 0x7ffc... (具体地址值)
    // 输出百分号
    printf("This is a percent sign: %%\n"); // 输出: This is a percent sign: %
    // 打印 printf 的返回值
    int chars_printed = printf("This line has some text.\n");
    printf("The last printf printed %d characters.\n", chars_printed); // 输出: The last printf printed 21 characters.
    return 0;
}

scanf - 格式化输入

scanf 的全称是 "Scan Formatted"，即“格式化扫描”，它的作用是从标准输入设备（通常是你的键盘）读取数据，并按照指定的格式存入变量中。

基本语法

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

• 返回值：它返回成功匹配并赋值的参数个数，如果到达文件末尾（EOF），则返回 EOF，如果发生匹配错误，则返回一个小于预期参数个数的值。
• format：格式化字符串，包含普通字符和格式说明符。
• (省略号)：可变参数列表，这里必须是变量的地址，而不是变量本身，因为 scanf 需要知道把读到的数据存到哪里去。

关键点：变量地址

scanf 需要变量的地址，在 C 语言中，使用取地址运算符 & 来获取变量的地址。

• &age 获取 int 变量 age 的地址。
• &initial 获取 char 变量 initial 的地址。
• 对于字符串数组（如 char name[50]），name 本身就代表数组的首地址，所以不需要 & 符号。

常用格式说明符

示例代码

#include <stdio.h>
int main() {
    int number;
    char grade;
    char full_name[50];
    double gpa;
    printf("Please enter an integer: ");
    int ret1 = scanf("%d", &number);
    if (ret1 != 1) {
        printf("Failed to read an integer.\n");
        return 1; // 非正常退出
    }
    printf("You entered: %d\n", number);
    printf("Please enter a single character: ");
    // 注意：在 %c 前加一个空格，可以跳过之前输入留下的换行符
    scanf(" %c", &grade); 
    printf("You entered: %c\n", grade);
    printf("Please enter your full name: ");
    // scanf 读取字符串时，遇到空格就停止，所以不能读取带空格的名字。
    scanf("%s", full_name); 
    printf("Hello, %s\n", full_name);
    printf("Please enter your GPA: ");
    int ret2 = scanf("%lf", &gpa); // 必须使用 %lf 来读取 double
    if (ret2 != 1) {
        printf("Failed to read a double.\n");
        return 1;
    }
    printf("Your GPA is: %.2f\n", gpa);
    return 0;
}

scanf 的常见问题与解决方案

问题1：缓冲区残留的换行符

当你使用 scanf("%d", &num); 读取一个整数后，按下的回车键（\n）会留在输入缓冲区中，如果下一个 scanf 是 "%c"，它会直接读取这个残留的换行符，而不是等待你输入新字符。

解决方案： 在 "%c" 前面加一个空格 " %c"，这个空格会告诉 scanf 跳过所有的空白字符（包括换行符），直到遇到一个非空白字符。

问题2：scanf 的返回值检查

如果用户输入了非预期的数据（比如你期望输入数字，但用户输入了字母），scanf 会失败，错误的输入会留在缓冲区中，导致后续的 scanf 也立即失败，程序可能进入死循环。

解决方案： 始终检查 scanf 的返回值，如果返回值不等于你期望读取的变量个数，就说明出错了，这时，你需要清空输入缓冲区，防止后续读取失败。

示例：健壮的输入处理

#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // 用于 isprint 函数
void clear_input_buffer() {
    int c;
    // 读取并丢弃缓冲区中所有剩余的字符，直到遇到换行符或文件结尾
    while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF); 
}
int main() {
    int age;
    printf("Enter your age: ");
    // 循环直到成功读取一个整数
    while (1) {
        int result = scanf("%d", &age);
        if (result == 1) {
            // 成功读取，跳出循环
            break; 
        } else if (result == EOF) {
            printf("Input ended unexpectedly.\n");
            return 1;
        } else {
            // 输入无效，清空缓冲区并提示用户重新输入
            printf("Invalid input. Please enter an integer: ");
            clear_input_buffer();
        }
    }
    printf("You are %d years old.\n", age);
    return 0;
}

scanf 和 printf 的总结与对比

最佳实践：

1. 使用 printf 时，格式化字符串要清晰，适当使用 \n 控制换行。
2. 使用 scanf 时：
   • 务必检查返回值。
   • 对于 char 类型，考虑在格式说明符前加空格 " %c" 来跳过空白。
   • 如果输入可能失败,准备好清空输入缓冲区的函数。
3. 对于复杂的输入输出场景,尤其是读取整行文本（包括空格），scanf 往往不是最佳选择，可以考虑使用 fgets + sscanf 的组合，或者直接使用 fgets 然后自己解析字符串。