【C语言】 格式控制符与输入输出函数

格式控制符

格式控制符是C语言输入输出函数中的关键组成部分，用于指定数据的输入输出格式。它们与变量的存储类型密切相关，确保数据在内存与外部设备间正确转换。

常见格式控制符汇总

格式控制符工作原理

格式控制符在输入输出过程中起到数据类型转换的作用：

• 输入时：将外部字符序列按照指定格式解析，转换为内部二进制表示
• 输出时：将内部二进制数据按照指定格式转换为字符序列

例如：

int num;
scanf("%d", &num); // 输入"123"，转换为整数123存储在内存中
printf("%d", num); // 将内存中的整数123转换为字符"123"输出

输入时格式控制符的特殊行为

• %d、%u：自动跳过前导空白字符，读取连续的数字字符
• %c：读取下一个字符（包括空格、换行等空白字符）
• %s：读取连续的非空白字符序列，自动添加\\0
• %f、%lf：可识别小数点和科学计数法表示

输出函数

printf函数

基本格式

#include <stdio.h>
int printf(const char *format, ...);

• format：格式控制字符串，包含普通字符和格式控制符
• …：可变参数列表，与格式控制符一一对应
• 返回值：成功输出的字符数

格式控制符完整语法

%[标志][宽度][.精度][长度]类型

标志字符

宽度与精度

int num = 123;
float f = 3.14159;

printf("%10d\\n", num); // 宽度10，右对齐：" 123"
printf("%-10d\\n", num); // 宽度10，左对齐："123 "
printf("%010d\\n", num); // 宽度10，用0填充："0000000123"
printf("%.2f\\n", f); // 保留2位小数："3.14"
printf("%8.2f\\n", f); // 宽度8，保留2位小数：" 3.14"

长度修饰符

完整示例

#include <stdio.h>

int main() {
int a = 123;
float b = 3.14159;
char c = 'A';
char str[] = "Hello";

printf("十进制: %d\\n", a);
printf("八进制: %o (带前缀: %#o)\\n", a, a);
printf("十六进制: %x (大写: %X, 带前缀: %#x)\\n", a, a, a);
printf("浮点数: %f (保留2位: %.2f)\\n", b, b);
printf("指数形式: %e\\n", b);
printf("自动选择: %g\\n", b);
printf("字符: %c, ASCII: %d\\n", c, c);
printf("字符串: %s\\n", str);
printf("地址: %p\\n", &a);
printf("百分号: %%\\n");

return 0;
}

putchar函数

输出单个字符的简单函数：

#include <stdio.h>
int putchar(int c); // 返回输出的字符，失败返回EOF

示例：

putchar('A'); // 输出字符A
putchar('\\n'); // 输出换行
putchar(65); // 输出ASCII码65对应的字符'A'

puts函数

输出字符串并自动添加换行：

#include <stdio.h>
int puts(const char *s); // 返回非负值表示成功，EOF表示失败

示例：

puts("Hello World!"); // 输出"Hello World!"并换行

注意：puts比printf效率高，但功能有限。

sprintf函数

将格式化字符串写入字符数组：

#include <stdio.h>
int sprintf(char *str, const char *format, ...);

示例：

#include <stdio.h>

int main() {
char buffer[100];
int num = 123;
float fnum = 3.14159;

// 将格式化字符串写入buffer
int len = sprintf(buffer, "整数: %d, 浮点数: %.2f", num, fnum);

printf("写入内容: %s\\n", buffer);
printf("写入长度: %d\\n", len); // 不包括\\0

return 0;
}

安全警告：sprintf不会检查目标数组大小，可能导致缓冲区溢出。建议使用更安全的snprintf：

char buffer[20];
// 最多写入19个字符+1个\\0
snprintf(buffer, sizeof(buffer), "数字: %d", 1234567890);

输入函数

scanf函数

基本格式

#include <stdio.h>
int scanf(const char *format, ...);

• format：格式控制字符串
• …：变量地址列表（必须使用&取地址）
• 返回值：成功读取并赋值的变量个数

输入格式控制

int a, b;
float f;
char c;
char str[20];

// 基本输入
scanf("%d", &a); // 输入整数
scanf("%f", &f); // 输入浮点数
scanf(" %c", &c); // 注意空格，跳过空白字符
scanf("%s", str); // 输入字符串（无空格）

// 多个输入
scanf("%d %f", &a, &f); // 用空格分隔
scanf("%d,%f", &a, &f); // 用逗号分隔（输入时也要用逗号）
scanf("%2d", &a); // 最多读取2位数字

// 抑制赋值
scanf("%*d %d", &a); // 跳过第一个整数，读取第二个

输入缓冲区机制 scanf不是直接从键盘读取，而是从输入缓冲区读取：

#include <stdio.h>

int main() {
int num;
char ch;

printf("请输入一个数字: ");
scanf("%d", &num); // 输入"123\\n"，读取123，\\n留在缓冲区

printf("请输入一个字符: ");
scanf(" %c", &ch); // 空格跳过空白字符（包括\\n）

printf("num=%d, ch=%c\\n", num, ch);
return 0;
}

getchar函数

从标准输入读取单个字符：

#include <stdio.h>
int getchar(void); // 返回读取的字符，失败返回EOF

示例：

#include <stdio.h>

int main() {
printf("请输入一个字符: ");
int ch = getchar(); // 使用int接收，以便判断EOF

if (ch != EOF) {
printf("你输入的是: %c (ASCII: %d)\\n", ch, ch);
}

// 清空输入缓冲区
while ((ch = getchar()) != '\\n' && ch != EOF);

return 0;
}