22级五年制C语言入门教程-(5)格式化输入输出

1.输入和输出

在程序的使用中，我们经常可以看的这么一个场景：用户需要输入数据，经过程序运算，得到结果后输出。在C语言中，输入数据和输出数据都是由库函数完成的，通过语句来输入/输出。

2.格式化输出—printf()函数

C语言程序运算的结果在内存中，我们需要将其输出到指定设备中，我们才可以看到数据。printf是print format的缩写，意思是“格式化打印”。“打印”的意思就是在屏幕上显示内容，所以我们称printf是格式化输出。

2.1 printf()函数

在前面我们有简单的使用过printf()函数，printf()函数的一般语法格式如下：

printf("<格式化字符串>"，<输出列表>)；

• 格式化字符串：用双引号括起来的字符串，字符串包含的普通字符，printf()函数将其原样输出到屏幕上；以"%"开头的格式字符，printf()函数将数据转换为指定的格式输出到屏幕上。
• 输出列表：需要输出到屏幕的数据，数据可以是常量、变量或者表达式。

【实例5.1】printf()函数输出“C语言入门教程”。

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("关注公众号：程序员基础知识");  
    return 0;
}

执行以上程序，输出结果为：
关注公众号：程序员基础知识

实例解析：
printf()函数用于格式化输出到屏幕，在头文件(标准输入输出头文件)中声明。当编译器调用printf()函数时，如果没有头文件，会发生编译错误。实例中，printf()函数只有“格式化字符串”，省略了“输出列表”。该语句字符串只包含的普通字符，printf()函数将其原样输出到屏幕上。

2.2 printf()函数的字符格式

格式化字符串中如果包含以“%”开头的格式字符，printf()函数将数据转换为指定的格式输出到屏幕上。格式化字符串中包含三部分，即原样输出文字、控制字符、转义字符。如果输出列表有两个变量或者多个组成，变量之间需要用逗号隔开，多个变量与格式字符串的控制字符一一对应。

输出不同的类型需要使用不同的控制符，这里汇总了一些常见的控制符。

%d：输出十进制整数，一般对应int类型

%i：输出十进制整数，与%d相同

%c：输出字符，一般对应char类型

%f：输出十进制实数，一般对应float类型，也可以是double类型

%lf：输出十进制实数，一般对应double类型，也可以是float类型

%%：输出百分号（%）

C语言中定义了一些字母前加"\"来表示那些不能直接显示的ASCII字符，称为转义字符。汇总了几个常用的转义字符。

\n：换行，将当前位置移到下一行开头

\t：水平制表，跳到下一个Tab位置

\\：代表一个反斜线字符'\'

【实例5.2】通过格式化输出盖伦属性。

#include <stdio.h>

int main()
{
    char garenName = 'G';
    printf("名字：%c\n", garenName);

    int garenHp = 455;
    int garenMoveSpeed = 340;
    printf("生命值：%d\t移动速度：%d\n", garenHp, garenMoveSpeed);

    float garenAttackSpeed = 0.625;

    printf("攻击速度：%f\n", garenAttackSpeed);
    printf("攻击速度：%lf\n", garenAttackSpeed);

    return 0;
}

执行以上程序，输出结果为：
名字：G
生命值：455 移动速度：340
攻击速度：0.625000
攻击速度：0.625000

实例解析：
控制字符%c输出一个字符G，转义字符\n代表换行。生命值和移动速度之间有一个Tab的间隔，这是因为中间有转义字符\t。float型的控制字符既可以用%f也可以用%lf。在printf()中，%f或者%lf控制字符既可以输出float型又可以输出double型。但在输入的时候则需要注意，float型对应%f，double型对应%lf，本节后面会讲到。

3.格式化输入—scanf()函数

输入的意思是向程序填充一些数据，scanf()函数用于从标准输入（比如键盘）读取并格式化。scanf是scan format的缩写，意思是“扫描格式化”。我们称scanf是格式化输入。

3.1 scanf()函数

scanf()函数也是一个标准库函数，在头文件中。scanf()函数的一般语法格式如下：

scanf("<格式化字符串>"，<地址列表>);

• 格式化字符串：用双引号括起来的字符串，一般只有"%"开头的格式字符。
• 地址列表：各个变量的地址，变量的地址通过取地址符号"&"和变量名得到。比如，&a代表变量a的地址。我们不需要关心具体的地址是什么，只需要在变量名前加上取地址符号"&"即可。我们需要注意，scanf()函数要求给出地址，如果只有变量名则会报错。scanf()函数也可以和printf()函数一样可以接受多个值，变量之间需要用逗号隔开，需要一一对应。

【实例5.3】通过格式化输入并且输出盖伦属性。

#include <stdio.h>

int main()
{

    char garenName;
    printf("Please input garenName:");
    scanf("%c", &garenName);
    printf("名字：%c\n", garenName);

    int garenHp;
    int garenMoveSpeed;
    printf("Please input garenHp and garenMoveSpeed:");
    scanf("%d%d", &garenHp, &garenMoveSpeed);
    printf("生命值：%d\t移动速度：%d\n", garenHp, garenMoveSpeed);

    float garenAttackSpeed;
    printf("Please input garenAttackSpeed:");
    scanf("%f", &garenAttackSpeed);
    printf("攻击速度：%f\n", garenAttackSpeed);

    return 0;
}

执行以上程序，输出结果为：
Please input garenName:G
名字：G
Please input garenHp and garenMoveSpeed:455 340
生命值：455 移动速度：340
Please input garenAttackSpeed:0.625
攻击速度：0.625000

实例解析：
scanf()函数不能输出提示信息，所以我们一般会在前面使用printf()函数来提示。实例中，Please input garenName:就是提示语句，我们输入一个字符'G',然后回车键表示输入完成。生命值和移动速度的输入值，需要分别保存到两个变量中，scanf()函数使用空白字符（空格、换行、制表符Tab）来分隔输入的数据。455和340之间使用了空格来分隔也可以使用回车来分隔开，scanf()函数将455保存到变量garenHp中，将340保存到garenMoveSpeed中。使用scanf()函数当输入数据是float类型时用%f,当输入数据是double类型时用%lf。

注意:如果用VS遇到scanf报错，将报错的宏定义（_CRT_SECURE_NO_WARNINGS）添加到项目属性 -- C/C++ -- 预处理器 -- 预处理器定义。要注意自己使用的调试平台和属性页的配置是一致的。比如用的是Debug的x64调试，在进入项目属性也要配置一致。

3.2 scanf()函数的其他使用情况

1）宽度
我们可以在scanf()函数中指定输入的宽度，达到宽度后，后面的数据将会赋给下一个变量，如果只有一个变量则会将后面的数据舍弃。

scanf("%2d", &garenHp);

当输入"455"时，将只有45保存到变量garenHp中，其余数据被舍弃。

scanf("%2d%d", &garenHp, &garenMoveSpeed);

当输入"455"时，将45保存到变量garenHp中，5保存到变量garenMoveSpeed中。

2）星号
在格式字符串中使用星号，将会跳过这个输入值。

scanf("%d%*d%d", &garenHp, &garenMoveSpeed);

上面语句中，当输入"1 2 3"时,scanf()将第一个数1保存到变量garenHp，第二个数2将会被跳过，然后将第三个数3保存到变量garenMoveSpeed中。

4.getchar()函数和putchar()函数

getchar()函数用于接收键盘输入的下一个字符，并把它返回为一个整数，在同一个时间内只会读取一个字符。当调用getchar()函数时，程序就会等待。我们输入的字符被存放在输入缓冲区中，直到按回车为止。输入的字符会回显在屏幕上，能被我们所看见。getchar()函数从输入缓冲区中读入第一个字符。其函数原型如下：

int getchar(void);

该函数的参数是void，不需要任何参数。当发生读取错误的时候，返回-1。当读取正确的时候，它会返回从键盘输入的第一个字符的ASCII码。

putchar()函数把字符输出到显示器上，并返回相同的字符，在同一个时间内只会输出一个字符。其函数原型如下：

int putchar(int ch);

该函数的参数是int类型。然后参数被转换为对应字符的ASCII码，最后输出该ASCII码对应的字符。

【实例5.4】getchar()函数和putchar()函数

#include <stdio.h>

int main()
{
    char ch;

    printf("Please input a ch:");
    ch = getchar();

    printf("ch is:");
    putchar(ch);

    return 0;
}

执行以上程序，输出结果为：
Please input a ch:a
ch is:a

实例解析：
getchar()和putchar()函数也在头文件中。首先定义了一个字符类型的ch变量，然后我们从键盘输入"a"加上回车。这个时候，输入缓冲区中有字符a以及回车符号。getchar()函数从输入缓冲区中读取第一个字符，将a存入到变量ch中，然后putchar()函数将其输出。

5.getch()函数和putch()函数

getch()函数和前面讲到的getchar()函数功能基本相同，也是接收输入的一个字符。getch()函数直接从键盘获取值，不等待回车键。只要获取到一个值，便立即返回。getch()函数输入的字符不回显，我们在屏幕上也看不到。因此，getch()函数常用来做调试。我们使用vs调试程序时，如果不使用Ctrl+F5，直接使用F5，控制台输出窗口将会一闪而逝。我们可以在程序中加上getch()函数，让程序暂停，这样就不会一闪而逝了，当从键盘按任意键后程序会继续运行。其函数原型如下：

int getch(void);

putch()函数在使用上和putchar()函数没什么区别，也是用来向屏幕中输出一个字符。其函数原型如下：

int putch(int ch);

【实例5.5】getch()函数和putch()函数

#include <stdio.h>
#include <conio.h>

int main()
{
    char ch = 'a';

    _putch(ch);

    _getch();

    return 0;
}

执行以上程序，输出结果为：
a

实例解析：
getch()函数和putch()函数在头文件中。这个程序中，我们使用putch()函数输出变量ch，然后调用getch()函数使程序暂停，从键盘输入任意键，程序成功执行完毕。在VS2012之后，我们直接使用getch()和putch()会报错，我们需要在前面加上下划线变成_getch()和_putch()，像实例中一样。

6.总结

总结一下，本节内容主要介绍了C语言程序的格式化输入和输出。介绍了scanf()函数和printf()函数、getchar()函数和putchar()函数、getch()函数和putch()函数。

7.练习

5-1 下面一段程序将会输出什么？

#include <stdio.h>

int main()
{
   int a = 10;

   printf("%d %d", a);

   return 0;
}

5-2 编写一个程序，要求输出两个百分号"%%"和两个"\"。

5-3 编写一个程序，要求输入两个变量，一个变量代表盖伦血量，一个变量代表提莫攻击力。然后模拟提莫攻击盖伦，输出盖伦剩余血量。盖伦剩余血量 = 盖伦血量 - 提莫攻击力。

5-4 编写一个程序，使得输入字符，可以直接转换为ASCII码值。