C语言-字符串与输入输出

一、字符串

1、字符串简介

在 C 语言中，字符串实际上是使用空字符 \0 结尾的一维字符数组。因此，\0 是用于标记字符串的结束。

空字符（Null character）又称结束符，缩写 NUL，是一个数值为 0 的控制字符，\0 是转义字符，意思是告诉编译器，这不是字符 0，而是空字符。

比如：下面声明和初始化创建了一个 RUNOOB 字符串。由于在数组的末尾存储了空字符 \0，所以字符数组的大小比单词 RUNOOB 的字符数多一个。

char site[7] = {'R', 'U', 'N', 'O', 'O', 'B', '\0'};

# 依据数组初始化规则，您可以把上面的语句写成以下语句：
char site[] = "RUNOOB";

以下是 C/C++ 中定义的字符串的内存表示：

其实，您不需要把 null 字符放在字符串常量的末尾。C 编译器会在初始化数组时，自动把 \0 放在字符串的末尾。

#include <stdio.h>

int main() {
    char site[7] = {'R', 'U', 'N', 'O', 'O', 'B', '\0'};

    char str1[7] = "runoob";
    printf("菜鸟教程: site=%s\n", site); // 菜鸟教程: site=RUNOOB
    printf("菜鸟教程: str1=%s\n", str1); // 菜鸟教程: str1=runoob

    return 0;
}

2、字符串相关的函数

C 语言中的标准库可以找到大量操作字符串相关的函数，比如：

示例如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str1[14] = "runoob";
    char str2[14] = "google";
    char str3[14];
    int len;

    /* 复制 str1 到 str3 */
    strcpy(str3, str1);
    printf("strcpy( str3, str1) :  %s\n", str3);

    /* 连接 str1 和 str2 */
    strcat(str1, str2);
    printf("strcat( str1, str2):   %s\n", str1);

    /* 连接后，str1 的总长度 */
    len = strlen(str1);
    printf("strlen(str1) :  %d\n", len);
    
    printf("str1= %s\n", str1);
    printf("str2= %s\n", str2);
    printf("str3= %s\n", str3);

    return 0;
}

二、输入输出

输入输出（Input and Output, IO）是用户和程序“交流”的过程。在控制台程序中，输出一般是指将数据（包括数字、字符等）显示在屏幕上，输入一般是指获取用户在键盘上输入的数据。

在C语言中，有多个函数可以用来在显示器上输出数据，它们分别是：

• printf()：可以输出各种类型的数据。
• puts()：只能输出字符串，并且输出结束后会自动换行。
• putchar()：只能输出单个字符。

C语言有多个函数可以从键盘获得用户输入，它们分别是：

• scanf()：和 printf() 类似，scanf() 可以输入多种类型的数据。
• getchar()、getche()、getch()：这三个函数都用于输入单个字符。
• gets()：获取一行数据，并作为字符串处理。

C 语言中的 I/O (输入/输出) 通常使用 printf() 和 scanf() 两个函数，在 “stdio.h” 头文件中声明。重点掌握。

• scanf() 函数用于从标准输入（键盘）读取并格式化。
• printf() 函数发送格式化输出到标准输出（屏幕），printf() 函数在 “stdio.h” 头文件中声明。。

1、字符输入输出

getchar() & putchar() 函数，需要添加"stdio.h" 头文件：

• int getchar(void) 函数从屏幕读取下一个可用的字符，并把它返回为一个整数。这个函数在同一个时间内只会读取一个单一的字符。您可以在循环内使用这个方法，以便从屏幕上读取多个字符。
• int putchar(int c) 函数把字符输出到屏幕上，并返回相同的字符。这个函数在同一个时间内只会输出一个单一的字符。您可以在循环内使用这个方法，以便在屏幕上输出多个字符。

示例如下：

#include <stdio.h>

int main() {
    int c;

    printf("Enter a value :");
    c = getchar();

    printf("\nYou entered: ");
    putchar(c);
    printf("\n");
    return 0;
}

2、字符串输入输出

gets() & puts() 函数，需要添加"stdio.h" 头文件：

• char *gets(char *s) 函数从 stdin 读取一行到 s 所指向的缓冲区，直到一个终止符或 EOF。
• int puts(const char *s) 函数把字符串 s 和一个尾随的换行符写入到 stdout。

示例如下：

#include <stdio.h>

int main( )
{
    char str[100];

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

    printf( "\nYou entered: ");
    puts( str );
    return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会等待您输入一些文本，当您输入一个文本并按下回车键时，程序会读取一整行直到该行结束。

3、格式化输入输出

scanf() 和 printf() 函数，需要添加"stdio.h" 头文件：

• int scanf(const char *format, …) 函数从标准输入流 stdin 读取输入，并根据提供的 format 来浏览输入。
• int printf(const char *format, …) 函数把输出写入到标准输出流 stdout ，并根据提供的格式产生输出。

format 可以是一个简单的常量字符串，但是您可以分别指定 %s、%d、%c、%f 等来输出或读取字符串、整数、字符或浮点数。

3.1 printf() 函数

printf() 函数是最灵活、最复杂、最常用的输出函数，完全可以替代 puts() 和 putchar()。

基本语法：printf(格式控制, 输出列表);

printf() 函数的格式控制符：

printf() 格式控制符的完整形式如下：

%[flag][width][.precision]type
[ ] 表示此处的内容可有可无，是可以省略的。

(1) type 表示输出类型，比如 %d、%f、%c、%lf，type 就分别对应 d、f、c、lf；再如，%-9d中 type 对应 d。
type 这一项必须有，这意味着输出时必须要知道是什么类型。

(2) width 表示最小输出宽度，也就是至少占用几个字符的位置；例如，%-9d中 width 对应 9，表示输出结果最少占用 9 个字符的宽度。
当输出结果的宽度不足 width 时，以空格补齐（如果没有指定对齐方式，默认会在左边补齐空格）；当输出结果的宽度超过 width 时，width 不再起作用，按照数据本身的宽度来输出。

(3) .precision 表示输出精度，也就是小数的位数。

• 当小数部分的位数大于 precision 时，会按照四舍五入的原则丢掉多余的数字；
• 当小数部分的位数小于 precision 时，会在后面补 0。
  另外，.precision 也可以用于整数和字符串，但是功能却是相反的：
• 用于整数时，.precision 表示最小输出宽度。与 width 不同的是，整数的宽度不足时会在左边补 0，而不是补空格。
• 用于字符串时，.precision 表示最大输出宽度，或者说截取字符串。当字符串的长度大于 precision 时，会截掉多余的字符；当字符串的长度小于 precision 时，.precision 就不再起作用。

示例如下：

#include <stdio.h>

int main() {

    int a1 = 20, a2 = 345, a3 = 700, a4 = 22;
    int b1 = 56720, b2 = 9999, b3 = 20098, b4 = 2;
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", a1, a2, a3, a4);
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", b1, b2, b3, b4);
    printf("%9d %9d %9d %9d\n", b1, b2, b3, b4);
    // %-9d中，d表示以十进制输出，9表示最少占9个字符的宽度，宽度不足以空格补齐，-表示左对齐（如果没有指定对齐方式，默认会在左边补齐空格）。
    printf("=============\n");

    /*
     对输出结果的说明：
        对于 n，.precision 表示最小输出宽度。n 本身的宽度为 6，当 precision 为 9 时，大于 6，要在 n 的前面补 3 个 0；当 precision 为 4 时，小于 6，不再起作用。
        对于 f，.precision 表示输出精度。f 的小数部分有 6 位数字，当 precision 为 2 或者 4 时，都小于 6，要按照四舍五入的原则截断小数；当 precision 为 10 时，大于 6，要在小数的后面补四个 0。
        对于 str，.precision 表示最大输出宽度。str 本身的宽度为 9，当 precision 为 5 时，小于 9，要截取 str 的前 5 个字符；当 precision 为 15 时，大于 9，不再起作用。
     */
    int n = 123456;
    double f = 882.923672;
    char *str = "abcdefghi";
    printf("n: %.9d  %.4d\n", n, n);
    printf("f: %.2lf  %.4lf  %.10lf\n", f, f, f);
    printf("str: %.5s  %.15s\n", str, str);

    return 0;
}

flag 是标志字符。例如，%#x中 flag 对应 #，%-9d中 flags 对应-。下表列出了 printf() 可以用的 flag：

#include <stdio.h>

int main() {
    int m = 192, n = -943;
    float f = 84.342;
    printf("m=%10d, m=%-10d\n", m, m);  //演示 - 的用法
    printf("m=%+d, n=%+d\n", m, n);  //演示 + 的用法
    printf("m=% d, n=% d\n", m, n);  //演示空格的用法
    printf("f=%.0f, f=%#.0f\n", f, f);  //演示#的用法

    return 0;
}

对输出结果的说明：

• 当以%10d输出 m 时，是右对齐，所以在 192 前面补七个空格；当以%-10d输出 m 时，是左对齐，所以在 192 后面补七个空格。
• m 是正数，以%+d输出时要带上正号；n 是负数，以%+d输出时要带上负号。
• m 是正数，以% d输出时要在前面加空格；n 是负数，以% d输出时要在前面加负号。
• %.0f表示保留 0 位小数，也就是只输出整数部分，不输出小数部分。默认情况下，这种输出形式是不带小数点的，但是如果有了#标志，那么就要在整数的后面“硬加上”一个小数点，以和纯整数区分开。

3.2 scanf() 函数

scanf() 函数是最灵活、最复杂、最常用的输入函数，但它不能完全取代其他函数。

基本语法：scanf(格式控制, 地址列表);

scanf() 函数的格式控制符：

示例如下：

#include <stdio.h>

int main() {
    char letter;
    int age;
    char url[30];
    float price;

    scanf("%c", &letter);
    scanf("%d", &age);
    scanf("%s", url); //可以加&也可以不加&
    scanf("%f", &price);

    printf("字符 letter = %c。\n", letter);
    printf("整数 c = %d，url = %s，小数 price = %g。\n", age, url, price);

    return 0;
}

实例1：

#include <stdio.h>

int main() {
    float height, weight;
    double BMI;

    printf("请输入你的身高和体重：");
    scanf("%f %f", &height, &weight); // 空格分隔，回车

    BMI = weight / (height * height);
    printf("你的身体质量指数（BMI）为： %f。\n", BMI);

    return 0;
}

实例2：

#include <stdio.h>

int main() {
    int loc, ser;

    printf("请输入你的工位号：");
    scanf("%d", &loc); //回车
    printf("\n请输入你的密码：");
    scanf("%d", &ser); //回车

    if (loc == 123 && ser == 123456) {
        printf("\n已签到（%d），谢谢", loc);
    } else {
        printf("\n对不起，工位号或者密码有误！");
    }
    return 0;
}

– 求知若饥，虚心若愚。