C 语言中的输入和输出函数

读取用户的输入并将其显示在控制台(输出)上是每个 C 程序都需要的常见任务。C 语言提供了包含各种输入和输出函数的库(头文件)。在本教程中，我们将学习不同类型的格式化和非格式化输入和输出函数。

C 语言中的标准文件

C 语言将所有设备视为文件。因此，诸如"显示器"之类的设备的寻址方式与"文件"相同。

程序执行时会自动打开以下三个文件，以提供对键盘和屏幕的访问。

为了访问文件，C 使用预定义的 FILE 结构类型来引用文件以进行读写。阅读本章以了解如何从屏幕读取值以及如何在屏幕上打印结果。

输入和输出函数的类型

C 语言中有以下几类 IO 函数 -

• 非格式化字符 IO 函数:getchar() 和 putchar()
• 非格式化字符串 IO 函数:gets() 和 puts()
• 格式化 IO 函数:scanf() 和 printf()

非格式化 I/O 函数以字节流的形式读取和写入数据，没有任何格式;而格式化 I/O 函数则使用预定义的格式(例如"%d"、"%c"或"%s")从流中读取和写入数据。

非格式化字符输入 &输出函数:getchar() 和 putchar()

这两个函数分别从键盘接受单个字符作为输入，并在输出终端上显示单个字符。

getchar() 函数读取单个按键，无需 Enter 键。

int getchar(void)

无需任何参数。该函数返回一个整数，该整数对应于用户输入的字符键的 ASCII 值。

示例 1

以下程序将单个按键读入 char 变量 -

#include <stdio.h>

int main() {

   char ch;

   printf("Enter a character: ");
   ch = getchar();

   puts("You entered: ");
   putchar(ch);

   return 0;
}

输出

运行代码并检查其输出 −

Enter a character: W
You entered:
W

示例 2

以下程序展示了如何读取一系列字符，直到用户按下 Enter 键 -

#include <stdio.h>

int main() {

   char ch;
   char word[10];
   int i = 0;

   printf("Enter characters. End with pressing enter: ");

   while(1) {
      ch = getchar();
      word[i] = ch;
      if (ch == '
')
         break;
      i++;
   }

   printf("
You entered the word: %s", word);
   
   return 0;
}

输出

运行代码并检查其输出 −

Enter characters. End with pressing enter: Hello
You entered the word: Hello

您还可以使用未格式化的putchar() 函数来打印单个字符。C 库函数"int putchar(int char)"将参数 char 指定的字符(无符号char)写入stdout。

int putchar(int c)

此函数的单个参数是要写入的字符。您也可以传递其 ASCII 等效整数。此函数返回写入的字符，该字符以无符号 char 形式转换为int，如果出错则返回 EOF。

示例 3

以下示例展示了如何使用 putchar() 函数 -

#include <stdio.h>

int main() {

   char ch;

   for(ch = 'A' ; ch <= 'Z' ; ch++) {
      putchar(ch);
   }
   
   return(0);
}

输出

运行此代码时，将产生以下输出 -

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

格式化字符串输入和输出函数:gets()、fgets()、puts() 和 fputs()

char *gets(char *str) 函数从 stdin 读取一行数据到 str 指向的缓冲区，直到遇到终止换行符或 EOF(文件结束符)。

char *gets (char *str)

此函数只有一个参数。它是一个指向字符数组的指针，用于存储 C 字符串。函数成功时返回"str"，出错时或发生 EOF 且未读取任何字符时返回 NULL。

示例

请看以下示例 -

#include <stdio.h>

int main() {

   char name[20];

   printf("Enter your name: ");
   gets(name);
   printf("You entered the name: %s", name);

   return 0;
}

输出

Enter your name: Ravikant Soni
You entered the name: Ravikant Soni

scanf("%s") 读取字符，直到遇到空格(空格、制表符、换行符等)或 EOF。因此，如果您尝试输入包含多个单词(以空格分隔)的字符串，它会将第一个空格之前的字符作为字符串的输入。

fgets() 函数

在较新版本的 C 语言中，gets() 已被弃用，因为它是一个潜在的危险函数，因为它不执行边界检查，可能会导致缓冲区溢出。

建议使用 fgets() 函数 −

fgets(char arr[], size, stream);

fgets() 可用于接受来自任何输入流的输入，例如 stdin(键盘)或 FILE(文件流)。

示例 1

以下程序展示了如何使用 fgets() 接受来自用户的多字输入 -

#include <stdio.h>

int main () {

   char name[20];

   printf("Enter a name: 
");
   fgets(name, sizeof(name), stdin);

   printf("You entered: 
");
   printf("%s", name);

   return 0;
}

输出

运行代码并检查其输出 −

Enter a name:
Rakesh Sharma

You entered:
Rakesh Sharma

函数"int puts (const char *str)"将字符串"s"及其结尾的换行符写入stdout。

int puts(const char *str)

参数str是要写入的 C 字符串。如果成功，则返回非负值。如果出错，则返回 EOF。

我们可以使用带有 %s 说明符的 printf() 函数来打印字符串。我们也可以使用 puts() 函数(在 C11 和 C17 版本中已弃用)或 fputs() 函数 作为替代方案。

示例 2

以下示例展示了 puts() 和 fputs() 之间的区别 -

#include <stdio.h>

int main () {

   char name[20] = "Rakesh Sharma";

   printf("With puts(): 
");
   puts(name);

   printf("
With fputs(): 
");
   fputs(name, stdout);

   return 0;
}

输出

运行代码并检查其输出 −

With puts():
Rakesh Sharma

With fputs():
Rakesh Sharma

格式化输入 &输出函数:scanf() 和 printf()

scanf() 函数从标准输入流 stdin 读取输入，并根据提供的格式扫描该输入 -

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

printf() 函数将输出写入标准输出流 stdout，并根据提供的格式生成输出。

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

格式可以可以是一个简单的常量字符串，但您可以指定 %s、%d、%c、%f 等，分别用于打印或读取字符串、整数、字符或浮点数。还有许多其他可用的格式化选项，可根据具体需求使用。

C 语言中的格式说明符

CPU 以流式方式对输入和输出设备执行 IO 操作。通过标准输入流从标准输入设备(键盘)读取的数据称为 stdin。同样，通过标准输出设备发送到标准输出(计算机显示屏)的数据称为 stdout。

计算机以文本形式从流中接收数据，但您可能希望将其解析为不同类型的变量，例如 int、float 或字符串。同样，存储在 int、float 或 char 变量中的数据必须以文本格式发送到输出流。格式说明符正是用于此目的。

ANSI C 定义了许多格式说明符。下表列出了不同的说明符及其用途。

减号 () 表示左对齐。"%"后面的数字指定最小字段宽度。如果字符串小于该宽度，则会用空格填充。句点 (.) 用于分隔字段宽度和精度。

示例

以下示例演示了格式说明符的重要性 -

#include <stdio.h>

int main(){

   char str[100];

   printf("Enter a value: ");
   gets(str);

   printf("
You entered: ");
   puts(str);

   return 0;
}

输出

当上述代码编译并执行时，它会等待您输入一些文本。当您输入文本并按下 Enter 键时，程序将继续读取输入并显示如下内容 -

Enter a value: seven 7
You entered: seven 7

这里需要注意的是，scanf() 函数要求输入的格式与您提供的"%s"和"%d"相同，这意味着您必须提供有效的输入，例如"一个字符串后跟一个整数"。如果您提供两个连续的字符串"string string"或两个连续的整数"integer integer"，则会被视为一组错误的输入。

其次，在读取字符串时，scanf() 函数一旦遇到"空格"就会停止读取，因此对于 scanf() 函数来说，字符串"This is Test"实际上是三个字符串的组合。