C语言基础10：复杂数据的输入输出

复杂的输入输出

按指定格式输出数据的宽度、小数位数、上下行数据按小数点对齐、用八进制、十六进制输出等。

输出数据格式的控制

整型格式说明符

十进制形式（0~9）

说明符说明数据类型
%d和%md 用于基本整型 int
%ld和%mld 用于长整型 long
%u和%mu 用于无符号基本整型 unsigned int
%lu和%mlu 用于无符号长整型 unsigned long
八进制（0~7）

说明符说明数据类型
%0和%mo 用于基本整型 int
%lo和%mlo 用于长整型 long

说明符	说明	数据类型
%d和%md	用于基本整型	int
%ld和%mld	用于长整型	long
%u和%mu	用于无符号基本整型	unsigned int
%lu和%mlu	用于无符号长整型	unsigned long

说明符	说明	数据类型
%0和%mo	用于基本整型	int
%lo和%mlo	用于长整型	long

十六进制形式（0~F）

说明符	说明	数据类型
%x和%mx	用于基本整型	int
%lx和%mlx	用于长整型	long

m表示输出整型数据所占总宽度（即列数），其中：

①当实际数据的位数不到m位时，数据前面将用空格填满；

②若实际数据的位数大于等于m位时，则以数据的实际位数为准进行输出；

一个int型整数也可以用%u输出，反之一个unsigned型整数也可以用%d、%o、%x格式输出。按相互赋值的规则处理。

举例：

/*************************************************************************
> File Name:demo03.c
> Author:zk
> Description:
> Created Time: 2025年02月10日 星期一 15时37分14秒
************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{printf("%d\n",12);// 实际只占2列，12printf("%6d\n",12);// m是正数，实际占了6列，前面不足的使用空格填充，♦♦♦♦12printf("%-6d\n",12);// m是负数，实际占了6列，后面不足的使用空格填充，12♦♦♦♦printf("%6d\n",12345678); // 如果实际的数据列宽超过了规定的列宽，列宽失效，按照实际显示，12345678return 0;
}

字符型格式说明

字符型

说明符说明举例
%c或者%mc 输出的字符占m列 printf(“%3c\n”,‘a’);

说明符	说明	举例
%c或者%mc	输出的字符占m列	printf(“%3c\n”,‘a’);

字符串型

在C语言中，是支持字符串常量的，但是不支持字符串变量。

说明符	说明
%ms	输出的字符串占m列。若串长>=m，全部输出；反之在串前补空格（m为正往前补空格）举例：printf(“%6s\n”,hello); // ♦hello
%-ms	输出的字符串占m列。若串长>=m，全部输出；反之在串后补空格（m为负往后补空格）举例：printf(“%-6s\n”,hello); // hello♦
%m.ns	输出的字符串占m列。只取字符串前n个字符，不足部分串前补空格。举例：printf(“%6.2s\n”,“hello”); // ♦♦♦♦he
%-m.ns	输出的字符串占m列。只取字符串前n个字符，不足部分串后补空格。举例：printf(“%-6.2s\n”,“hello”); // he♦♦♦♦

注意：因为空格本身不是很好区分，笔记中使用♦代替空格显示

一个整数，只要其值在0~255范围内，也可以用%c格式按其字符形式输出。这里0~127对应ASCII。在输出前，系统会自动将整数作为ASCII码转换成相应的字符；反之，一个字符也可以输出成一个整数。

案例：

要求：字符串输出

代码：

#include <stdio.h>int main()
{printf("%3s,%7.2s,%-5.3s,%.4s\n","CHINA","CHINA","CHINA","CHINA");return 0;
}

运行结果：

CHINA,♦♦♦♦♦CH,CHI♦♦,CHIN

浮点型格式说明符

浮点型格式分为三种形式：

十进制形式：%m.nf或者%-m.nf
指数形式：%m.ne或者%-mne
%g或者%G形式：根据数值的大小，自动选择%f或者%e中宽度较短的一种格式，不输出无意义的0

解释：

在输出浮点型数据时，格式说明符中的m表示整个数据所占的列宽，n表示小数点后面所占的位数（保留的小数位）如果在小数点后取n位后，所规定的数据宽度m不够输出数据前面的整数部分（包括小数点），则按实际的位数进行输出。

在C语言中，用于输出单精度浮点型与双精度浮点型数据格式说明符一样的。

案例：

要求输出浮点型数时，指定小数位

代码：

#include <stdio.h>int main()
{float f = 123.456;printf("%8.2f,%-8.2f,%8.6f,%8.2e,%g\n",f,f,f,f,f);return 0;
}

运行结果：

♦♦123.46,123.46♦♦,123.456001,1.23e+02,123.456 $123.456 == 1.23456*10^2==1.23456e^2$

案例：

要求：求3个圆的周长，输出结果时上下按小数点对齐，取两位小数

代码：

#include <stdio.h>
#define PI 3.1415926
void main ( )
{double r1=1.53,r2=21.83,r3=123.71,s1,s2,s3;s1=2.0*PI*r1;s2=2.0*PI*r2;s3=2.0*PI*r3;printf("s1=%10.2f\ns2=%10.2f\ns3=%10.2f\n",s1,s2,s3)return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

案例：

要求：设有如下C程序

代码：

#include "stdio.h"
main()
{double x=34.567;printf("x=％f\n",x);// 34.567000printf("x=％d\n",x);// 27263，这种写法错误，自动类型转换异常printf("x=％d\n",(int)x);// 34
}

这个程序的实际运行结果为

x=34.567000

x=27263

x=34
说明：

显然，这个程序中的第二个格式输出语句输出的结果是错误的，这是因为在第二个格式输出语句中，格式说明符％d是基本整型格式说明符，而输出项目是双精度型的数据，它们是不匹配的。

输入数据格式的控制

整型格式说明符

十进制形式（0~9）

说明符说明数据类型
%d 用于基本整型 int
%ld 用于长整型 long
%u 用于无符号基本整型 unsigned
%lu 用于无符号长整型 unsigned long
八进制（0~7）

说明符说明数据类型
%0 用于基本整型 int
%lo 用于长整型 long
十六进制形式（0~F）

说明符说明数据类型
%x 用于基本整型 int
%lx 用于长整型 long

说明符	说明	数据类型
%d	用于基本整型	int
%ld	用于长整型	long
%u	用于无符号基本整型	unsigned
%lu	用于无符号长整型	unsigned long

说明符	说明	数据类型
%0	用于基本整型	int
%lo	用于长整型	long

说明符	说明	数据类型
%x	用于基本整型	int
%lx	用于长整型	long

可见：
① 用于输入与输出整型数据的格式说明符是完全一致的。
② 与输出情形一样，对于八进制与十六进制的输入格式，主要用于输入无符号的整型数
据。

浮点型格式说明符

单精度浮点型：%f或者%e
双精度浮点型：%lf

可见：

①与输出不同，输入时无论是单精度还是双精度浮点型，都不能用m.n来指定输出的宽度和小数点后的位数。

②可以指定输入数据所占的列数，系统自动按他截取所需数据，如：

scanf("%3d%3d",&a,&b);当输入1234567时，a得到123，b得到456，多余的7无用。

③若在%后有一个*和一个数字，表示跳过他指定的列数，如：

scanf("%2d%*3d%3d",&a,&b);当输入12345678时，a得到12，%*3d表示跳过2列，b得到678

案例：

#include <stdio.h>int main()
{int a,b;scanf("%3d%3d",&a,&b);// 输入1234567，a=123,b=456
}

当用于输入整型数据的格式说明符中没有宽度说明时，则在具体输入数据时分为以下两种情
况：

① 如果各格式说明符之间没有其它字符，则在输入数据时，两个数据之间用"空格"、或"Tab"、或"回车"来分隔。

② 如果各格式说明符之间包含其它字符，则在输入数据时，应输入与这些字符相同的字符作为间隔。

例如，设有如下说明

int a,b;

float c,d;

现要利用格式输入函数输入a=12，b=78，c=12.5，d=7.6。采用不同的格式说明，其输入数
据的形式也是不同的。分别说明如下：
- 若输入语句为 scanf(“％d％d％f％f”，&a，&b，&c，&d)； (即格式说明符中没有宽度说
  明，各格式说明符之间也没有其他字符。)
  则输入数据的形式应为12 78 12.5 7.6↲ (两个数据之间用空格来分隔，当然也可用
  “Tab”或“回车”来分隔。)
- 若输入语句为 scanf(“％d,％d,％f,％f”，&a，&b，&c，&d)；(格式说明符中没有宽度说明，
  但各格式说明符之间有其它字符，即逗号)
  则输入数据的形式应为12,78,12.5,7.6↲ （即在输入的两个数据之间同时要输入逗号。)
- 若输入语句 scanf(“a=％d,b=％d,c=％f,d=％f”，&a，&b，&c，&d)；（即格式说明符中没
  有宽度说明，但各格式说明符之间有其它字符。）
  输入数据的形式应为 a=12,b=78,c=12.5,d=7.6 ↲ （即在输入的两个数据之间同时要输入
  这些非格式说明符的字符。）
在用于输入的实型格式说明符中不能用m.n来指定输入的宽度和小数点后的位数(这是与输出的不同之处)。

例如： scanf("％7.2f"，&a)； × 此用法是错误的
为了便于程序执行过程中从键盘输入数据，在一个C程序开始执行时，系统就在计算机内存中开辟了一个输入缓冲区，用于暂存从键盘输入的数据。开始时该输入缓冲区是空的。当执行到一个输入函数时，就检查输入缓冲区中是否有数据；

扩展：输入输出缓冲机制

缓冲区的概念

缓冲区（也称为缓存）是内存空间的一部分，用于暂存输入或输出的数据。
在进行输入操作时，系统从外部设备（如键盘）读取数据，先放入缓冲区，程序再从缓冲区中读取数据。
在进行输出操作时，系统先将数据放入缓冲区，然后在特定条件下（如缓冲区满、遇到特定字符、手动刷新等）再将缓冲区中的数据输出到外部设备（如屏幕）。

缓冲区的类型

C语言的缓冲区有三种类型：

全缓冲：当缓冲区填满后，才进行实际的输入输出操作。例如，对磁盘文件的读写。 —
window 全缓冲大小4096字节 linux 全缓冲大小1024字节
行缓冲：当在输入和输出中遇到换行符时，执行实际的输入输出操作。例如，标准输入
（stdin）和标准输出（stdout）。
无缓冲：不进行缓冲，直接进行输入输出操作。例如，标准错误流（stderr）。