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C 语言输入输出

在C语言中，输入输出（I/O）操作是程序与用户或外部设备进行交互的基础。C语言提供了一系列标准库函数来处理输入输出操作，这些函数定义在 stdio.h 头文件中。本文将详细介绍C语言中的输入输出操作，并通过代码示例帮助你理解这些概念。

1. 标准输入输出函数​

C语言中最常用的输入输出函数是 printf 和 scanf。printf 用于将数据输出到标准输出设备（通常是屏幕），而 scanf 用于从标准输入设备（通常是键盘）读取数据。

1.1 printf 函数​

printf 函数用于格式化输出数据。它的基本语法如下：

c
printf("格式字符串", 参数1, 参数2, ...);
  • 格式字符串：包含普通字符和格式说明符。格式说明符以 % 开头，用于指定输出的数据类型和格式。
  • 参数：与格式说明符对应的变量或值。

示例：

c
#include <stdio.h>

int main() {
    int age = 25;
    printf("我的年龄是 %d 岁。\n", age);
    return 0;
}

输出：

我的年龄是 25 岁。
提示

\n 是换行符，用于在输出中插入一个新行。

1.2 scanf 函数​

scanf 函数用于从标准输入设备读取数据。它的基本语法如下：

c
scanf("格式字符串", &变量1, &变量2, ...);
  • 格式字符串：包含格式说明符，用于指定输入数据的类型。
  • 变量：用于存储输入数据的变量地址。

示例：

c
#include <stdio.h>

int main() {
    int age;
    printf("请输入你的年龄：");
    scanf("%d", &age);
    printf("你的年龄是 %d 岁。\n", age);
    return 0;
}

输入：

25

输出：

你的年龄是 25 岁。
警告

在使用 scanf 时，务必确保格式说明符与变量的类型匹配，否则可能导致未定义行为。

2. 格式化输入输出​

C语言提供了丰富的格式说明符，用于控制输入输出的格式。以下是一些常用的格式说明符：

  • %d：用于整数。
  • %f：用于浮点数。
  • %c：用于字符。
  • %s：用于字符串。
  • %lf：用于双精度浮点数。

示例：

c
#include <stdio.h>

int main() {
    int num1;
    float num2;
    char ch;
    char str[50];

    printf("请输入一个整数、一个浮点数、一个字符和一个字符串：\n");
    scanf("%d %f %c %s", &num1, &num2, &ch, str);

    printf("你输入的整数是：%d\n", num1);
    printf("你输入的浮点数是：%.2f\n", num2);
    printf("你输入的字符是：%c\n", ch);
    printf("你输入的字符串是：%s\n", str);

    return 0;
}

输入：

10 3.14 A Hello

输出：

你输入的整数是：10
你输入的浮点数是：3.14
你输入的字符是：A
你输入的字符串是：Hello
备注

%.2f 表示输出浮点数时保留两位小数。

3. 文件输入输出​

除了标准输入输出，C语言还支持文件输入输出操作。文件操作通常涉及以下步骤：

  1. 打开文件：使用 fopen 函数。
  2. 读写文件：使用 fprintf、fscanf、fgets 等函数。
  3. 关闭文件：使用 fclose 函数。

示例：

c
#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file;
    char str[100];

    // 打开文件
    file = fopen("example.txt", "w");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return 1;
    }

    // 写入文件
    fprintf(file, "这是一个文件写入示例。\n");

    // 关闭文件
    fclose(file);

    // 重新打开文件以读取内容
    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return 1;
    }

    // 读取文件内容
    fgets(str, 100, file);
    printf("文件内容：%s", str);

    // 关闭文件
    fclose(file);

    return 0;
}

输出：

文件内容：这是一个文件写入示例。
注意

在使用文件操作时，务必检查文件是否成功打开，以避免程序崩溃。

4. 实际应用场景​

4.1 用户注册系统​

假设你正在开发一个简单的用户注册系统，用户需要输入用户名和密码。你可以使用 scanf 来读取用户输入，并使用 printf 来显示注册成功的信息。

c
#include <stdio.h>

int main() {
    char username[50];
    char password[50];

    printf("请输入用户名：");
    scanf("%s", username);

    printf("请输入密码：");
    scanf("%s", password);

    printf("注册成功！\n");
    printf("用户名：%s\n", username);
    printf("密码：%s\n", password);

    return 0;
}

输入：

Alice
123456

输出：

注册成功！
用户名：Alice
密码：123456

4.2 日志记录系统​

你可以使用文件操作来创建一个简单的日志记录系统，将用户的操作记录到日志文件中。

c
#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *logFile;
    char action[100];

    logFile = fopen("log.txt", "a");
    if (logFile == NULL) {
        printf("无法打开日志文件\n");
        return 1;
    }

    printf("请输入你的操作：");
    scanf("%s", action);

    fprintf(logFile, "用户操作：%s\n", action);

    fclose(logFile);

    printf("操作已记录到日志文件中。\n");

    return 0;
}

输入：

login

输出：

操作已记录到日志文件中。

日志文件内容：

用户操作：login

5. 总结​

C语言中的输入输出操作是编程的基础，掌握这些操作对于编写交互式程序至关重要。本文介绍了如何使用 printf 和 scanf 进行标准输入输出，以及如何进行文件操作。通过实际案例，你可以看到这些概念在实际应用中的重要性。

6. 附加资源与练习​

  • 练习1：编写一个程序，要求用户输入两个整数，并输出它们的和、差、积和商。
  • 练习2：创建一个程序，将用户输入的字符串保存到文件中，并从文件中读取并显示该字符串。
  • 附加资源：阅读C语言标准库文档，了解更多关于 stdio.h 中其他输入输出函数的使用方法。

通过不断练习和探索，你将能够熟练运用C语言中的输入输出操作，为编写更复杂的程序打下坚实的基础。