第4章字符串和格式化输入/输出¶

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字符串¶

语法形式

"Zing went the strings of my heart!"

说明

字符串是一个或多个字符的序列
双引号不属于字符串，只用于界定字符串的起止
C 没有专门的字符串类型，字符串存放在 char 数组中
字符串末尾有一个空字符 '\0'，由编译器或输入函数添加

字符数组与空字符¶

语法形式

char name[40];

说明

数组是同类型元素的有序序列，元素存放在连续的存储单元中
方括号中的 40 是元素个数，每个 char 元素占 1 字节
40 个字节最多存 39 个字符，最后一个字节留给 '\0'
'\0' 是空字符，ASCII 值为 0，不是字符 '0'
C 字符串一定以空字符结束，所以数组容量要比字符数多 1

常见错误

数组元素个数等于字符数，没有位置存放空字符

字符串常量的存储¶

语法形式

char ch = 'x';

printf("%zu %zu\n", sizeof ch, sizeof "x");

输出

1 2

说明

'x' 是字符常量，"x" 是字符串常量
"x" 由字符 'x' 和空字符 '\0' 两个字符组成
sizeof "x" 统计的是数组占用的字节数，因此为 2

[教材称 'x' 的类型是 char，与 C 标准不符
- 整型字符常量 'x' 的类型是 int，本机 sizeof 'x' 为 4
- 赋给 char 变量后才占 1 字节]

`strlen()` 函数¶

语法形式

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

int main(void)
{
    char name[40];

    scanf("%s", name);
    printf("%zu %zu\n", strlen(name), sizeof name);

    return 0;
}

输出

Serendipity
11 40

说明

strlen() 返回字符串中的字符数，不计末尾的空字符
sizeof 返回数组占用的总字节数，包含空字符
strlen() 从首字符开始数，遇到 '\0' 停止
原型声明在 string.h 中，使用时需要包含该头文件
两个函数的返回类型都是 size_t，用 %zu 输出

[教材例中用 %zd 输出 size_t，标准写法是 %zu
- z 修饰符要配合无符号转换字符才与 size_t 对应
- %zd 表示对应的有符号类型]

`sizeof` 的写法¶

语法形式

sizeof(char)     // 运算对象是类型, 圆括号必需
sizeof name      // 运算对象是变量, 圆括号可省
sizeof(6.28)     // 运算对象是常量, 建议加圆括号

说明

运算对象是类型时必须加圆括号
运算对象是变量或常量时圆括号可以省略
书写时统一加圆括号，可以减少混淆

`#define` 定义明示常量¶

语法形式

#define 名称 值

示例

#include <stdio.h>
#define TAXRATE 0.015

int main(void)
{
    double owed = 100.0;

    printf("%.3f\n", owed * TAXRATE);

    return 0;
}

输出：

1.500

说明

编译前预处理器把程序中所有 TAXRATE 替换成 0.015
这一过程称为编译时替换，运行时替换已经完成
名称与值之间用空格分隔，不用等号
行末不加分号，它由预处理器处理，不是 C 语句
名称习惯用大写，便于与变量区分

常见错误

#define TOES = 20

替换的是 = 20，而不是 20

digits = fingers + TOES;

预处理后变成 digits = fingers + = 20;，编译报错

`#define` 定义字符与字符串¶

语法形式

#define BEEP '\a'
#define TEE 'T'
#define ESC '\033'
#define OOPS "Now you have done it!"

说明

字符常量用单引号，字符串常量用双引号
替换的是包含引号在内的整段内容
'\033' 是八进制转义序列，表示 ASCII 码 27 的字符

`const` 限定符¶

语法形式

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    const int MONTHS = 12;

    printf("%d\n", MONTHS);
    // MONTHS = 13;   // 编译错误

    return 0;
}

输出

说明

const 声明的变量为只读，初始化后不能赋值
可以参与计算，也可以打印
C 中 const 声明的是变量，不是常量表达式
因此不能当作编译期常量使用

`limits.h` 与 `float.h`¶

语法形式

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <float.h>

int main(void)
{
    printf("%d %d\n", INT_MAX, CHAR_BIT);
    printf("%d %e\n", FLT_DIG, FLT_EPSILON);

    return 0;
}

输出

2147483647 8
6 1.192093e-07

说明

两个头文件用 #define 给出整型与浮点型的实现限制
INT_MAX 与 INT_MIN 是 int 可表示的最大值与最小值
CHAR_BIT 是 1 字节的位数
FLT_DIG 是 float 保证的十进制有效数字位数
FLT_EPSILON 是 1.0 与下一个 float 值之差
把 float.h 中的 FLT 换成 DBL 或 LDBL
可得到 double 或 long double 的对应常量

`printf()` 的转换说明¶

语法形式

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%d %u %o %x\n", 76, 76, 76, 76);
    printf("%c %s\n", 76, "text");
    printf("%f %e %g\n", 76.0, 76.0, 76.0);

    return 0;
}

输出

76 76 114 4c
L text
76.000000 7.600000e+01 76

说明

转换说明以 % 开始，由修饰符和转换字符组成
转换说明决定待打印值按什么形式显示

转换说明	输出
`%d` `%i`	有符号十进制整数
`%u`	无符号十进制整数
`%o`	无符号八进制整数
`%x` `%X`	无符号十六进制整数
`%c`	单个字符
`%s`	字符串
`%f`	十进制小数形式的浮点数
`%e` `%E`	指数形式的浮点数
`%g` `%G`	自动选择 `%f` 或 `%e`
`%a` `%A`	十六进制指数形式的浮点数
`%p`	指针
`%%`	一个百分号

`printf()` 的基本用法¶

语法形式

#include <stdio.h>
#define PI 3.141593

int main(void)
{
    int number = 7;
    double pies = 12.75;

    printf("The %d contestants ate %f berry pies.\n",
           number, pies);
    printf("The value of pi is %f.\n", PI);

    return 0;
}

输出

The 7 contestants ate 12.750000 berry pies.
The value of pi is 3.141593.

说明

第一个参数是格式字符串，后面是待打印项
待打印项可以是变量，常量或表达式
转换说明按顺序与待打印项一一对应
数量或类型不匹配时，输出没有意义

打印百分号¶

语法形式

printf("Only %d%% of them were edible.\n", 12);

输出

Only 12% of them were edible.

说明

%% 输出一个百分号
单个 % 会被当成转换说明的开头

字段宽度¶

语法形式

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("*%d*\n", 959);
    printf("*%2d*\n", 959);
    printf("*%10d*\n", 959);

    return 0;
}

输出

*959*
*959*
*       959*

说明

数字表示最小字段宽度
内容宽度小于字段时补空格，默认右对齐
内容宽度大于字段时按实际宽度输出，不截断
%2d 不能把 3 位的 959 压成 2 位

左对齐¶

语法形式

printf("*%-10d*\n", 959);

输出

*959       *

说明

- 标记使内容在字段内左对齐
与宽度一起使用才有可见效果
省略宽度时，- 没有实际作用

浮点精度¶

语法形式

printf("*%4.2f*\n", 3852.99);
printf("*%3.1f*\n", 3852.99);
printf("*%10.3f*\n", 3852.99);

输出

*3852.99*
*3853.0*
*  3852.990*

说明

.2 表示小数点后保留两位，末位四舍五入
宽度包含小数点与符号，是最小宽度
%f %e 的精度指小数点后的位数
%g 的精度指有效数字的位数
%s 的精度指最多打印的字符数
整型转换的精度指最少数字位数，不足时补前导 0

指数形式¶

语法形式

printf("*%e*\n", 3852.99);
printf("*%10.3E*\n", 3852.99);

输出

*3.852990e+03*
* 3.853E+03*

说明

%e 默认小数点后 6 位，指数至少两位
E 使指数符号与字母大写
printf() 的 float 实参自动提升为 double
所以浮点转换说明对应的是 double 或 long double

`+` 标记¶

语法形式

printf("*%+4.2f*\n", 3852.99);
printf("*%+4.2f*\n", -3852.99);

输出

*+3852.99*
*-3852.99*

说明

正数前显示 +，负数前显示 -
字段宽度不足时自动扩大
+ 与空格标记同时出现时，+ 生效

空格标记¶

语法形式

printf("**%d**% d**% d**\n", 42, 42, -42);

输出

**42** 42**-42**

说明

正数前留一个空格，负数前显示负号
作用是让正数与负数的有效数字位数对齐
该标记只对数值转换有意义

`0` 标记¶

语法形式

printf("*%010.2f*\n", 3852.99);
printf("**%05d**\n", 6);
printf("**%05.3d**\n", 6);

输出

*0003852.99*
**00006**
**  006**

说明

用前导 0 填满字段宽度
整型格式中同时指定精度时，0 标记被忽略
- 标记与 0 标记同时出现时，0 标记被忽略

`#` 标记¶

语法形式

printf("%x %#x %#o\n", 31, 31, 31);
printf("%#.0f\n", 3.0);

输出

1f 0x1f 037
3.

说明

%#x 加 0x 前缀，%#X 加 0X 前缀
%#o 加前导 0
浮点格式保证输出中有小数点，即使小数部分为 0

字符串的宽度与精度¶

语法形式

#include <stdio.h>
#define BLURB "Authentic imitation!"

int main(void)
{
    printf("[%2s]\n", BLURB);
    printf("[%24s]\n", BLURB);
    printf("[%24.5s]\n", BLURB);
    printf("[%-24.5s]\n", BLURB);

    return 0;
}

输出

[Authentic imitation!]
[    Authentic imitation!]
[                   Authe]
[Authe                   ]

说明

字符串宽度不足时，字段自动扩大以容纳全部字符
.5 只打印前 5 个字符
- 标记使字符串在字段内左对齐

转换说明的作用¶

语法形式

printf("%d %x %c\n", 76, 76, 76);

输出

76 4c L

说明

76 在内存中的二进制形式为 01001100
%d 把同一比特串翻译成十进制文本 76
%x 翻译成十六进制文本 4c
%c 翻译成字符 L
转换说明只决定显示形式，不改变存储的值

整型转换不匹配¶

语法形式

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    short num = 336;
    short mnum = -336;

    printf("%hd %hu\n", mnum, mnum);
    printf("%d %c\n", num, num);

    return 0;
}

输出

-336 65200
336 P

说明

%hu 把同一比特串按无符号数解释
16 位 short 中 -336 存为 65200，即 65536 - 336
%c 只取最低 1 字节，相当于对 256 取模
336 mod 256 = 80，ASCII 码 80 对应字符 P

常见错误

认为 %u 会去掉负号
实际改变的是解释方式，比特串不变

浮点与整型转换不匹配¶

语法形式

long n = 2000000000;

printf("%ld\n", n);
printf("%e\n", n);

输出

2000000000
[第二行随系统变化, 无意义]

说明

%e 要求 printf() 按 double 读取 8 字节
long 实参只占 4 字节，会连同相邻内存一起读取
比特串按浮点格式解释后得到无意义的值
转换说明必须与实参的实际类型匹配

`printf()` 的返回值¶

语法形式

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int rv;

    rv = printf("Hello\n");
    printf("%d\n", rv);

    return 0;
}

输出

Hello
6

说明

返回打印的字符数，包含空格与换行符
输出出错时返回负值
返回值可以赋给变量，也可以参与计算

长字符串的断行¶

语法形式

printf("Here's one way to print a ");
printf("long string.\n");
printf("Here's another way to print a \
long string.\n");
printf("Here's the newest way to print a "
       "long string.\n");

输出

Here's one way to print a long string.
Here's another way to print a long string.
Here's the newest way to print a long string.

说明

方法一，用多个 printf() 依次输出，前一个不加换行
方法二，用反斜杠加回车续行，字符串中不产生换行符
方法三，相邻的字符串常量由编译器连接成一个
反斜杠续行时下一行不要缩进，缩进的空格会进入字符串
不能在引号内的字符串中间直接按回车

常见错误

printf("Hello, young" "lovers");

得到的是 Hello, younglovers
两个字符串之间的空白被忽略，空格要写在引号内

`scanf()` 的基本用法¶

语法形式

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int age;
    float assets;
    char pet[30];

    scanf("%d %f", &age, &assets);
    scanf("%s", pet);
    printf("%d $%.2f %s\n", age, assets, pet);

    return 0;
}

输出

38 92360.88 llama
38 $92360.88 llama

说明

scanf() 用格式字符串说明输入项的类型
读取基本类型变量时，变量名前加 &
读入字符数组时，不加 &
参数列表传的是变量的地址

`scanf()` 的 `%s`¶

语法形式

char name[40];

scanf("%s", name);
printf("[%s]\n", name);

输出

[Angela]

说明

输入 Angela Plains 时只读到空格前的内容
%s 跳过前导空白，读到下一个空白字符为止
只读取一个单词，剩余字符留在输入缓冲区
读入数组时自动在末尾加 '\0'
读取含空格的整行要用 fgets()

`%c` 与空白¶

语法形式

char ch;

scanf("%c", &ch);    // 读取下一个字符, 包括空白
scanf(" %c", &ch);   // 跳过前导空白后读取

说明

除 %c 外，各转换说明自动跳过前导空白
所以 %d%d 与 %d %d 的行为相同
格式字符串中 %c 前的空格表示跳过任意数量的空白
包括零个空白

`scanf()` 格式字符串中的普通字符¶

语法形式

int n, m;

scanf("%d,%d", &n, &m);

说明

格式字符串中的普通字符必须与输入严格匹配
%d 后的逗号要求输入中也有逗号
scanf() 会跳过整数前的空白，所以 88, 121 也可接受
输入可以分行，在 88, 后换行再输入 121
格式字符串中的空白匹配任意数量的空白，包括零个

`scanf()` 的返回值¶

语法形式

int n;
int rv;

rv = scanf("%d", &n);
printf("%d\n", rv);

输出

说明

输入为 abc 时，返回成功读取并赋值的项数 0
需要数字却读到非数字时返回 0
遇到文件结尾返回 EOF，通常定义为 -1
输入不匹配时，错误字符留在缓冲区

`printf()` 的 `*` 修饰符¶

语法形式

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int width, precision;
    double weight = 242.5;

    scanf("%d %d", &width, &precision);
    printf("Weight = %*.*f\n", width, precision, weight);

    return 0;
}

输出

Weight =  242.500

说明

输入 8 3 时，宽度为 8，精度为 3
* 表示宽度或精度由参数给出
参数顺序与 * 出现的顺序相同
这些参数位于待打印值之前
%*d 只用参数给出宽度，精度仍取默认值

`scanf()` 的 `*` 修饰符¶

语法形式

int n;

scanf("%*d %*d %d", &n);
printf("%d\n", n);

输出

说明

输入 2013 2014 2015 时，前两项读取后丢弃
* 表示抑制赋值，不写入任何变量
跳过的项不计入返回值
适合读取文件中固定列的数据

复习题¶

（1）再次运行程序清单 4.1，要求输入名时输入名和姓 (中间有一个空格)，会发生什么？为什么？

答案

程序不能正常运行
第一个 scanf() 只读取名，姓留在输入缓冲区
下一条 scanf() 读取重量时，从缓冲区中先读到姓
scanf() 把姓当作体重，读取失败
如果输入 Lasha 144，程序会把 144 当作体重

（2）假设下列示例都是完整程序的一部分，它们打印的结果分别是什么？
a. printf("He sold the painting for $%2.2f.\n", 2.345e2);

答案

He sold the painting for $234.50.

b. printf("%c%c%c\n", 'H', 105, '\41');

Hi!

第 1 个字符是字符常量，第 2 个由十进制整数转换，第 3 个是八进制字符常量

c.

#define Q "His Hamlet was funny without being vulgar."
printf("%s\nhas %d characters.\n", Q, strlen(Q));

His Hamlet was funny without being vulgar.
has 42 characters.

d. printf("Is %2.2e the same as %2.2f?\n", 1201.0, 1201.0);

Is 1.20e+003 the same as 1201.00?

（3）在第 2 题的 c 中，要输出包含双引号的字符串 Q，应如何修改？

答案

在格式字符串中使用 \"

printf("\"%s\"\nhas %d characters.\n", Q, strlen(Q));

（4）找出下面程序中的错误

define B booboo
define X 10
main(int)
{
    int age;
    char name;
    printf("Please enter your first name.");
    scanf("%s", name);
    printf("All right, %c, what's your age?\n", name);
    scanf("%f", age);
    xp = age + X;
    printf("That's a %s! You must be at least %d.\n", B, xp);
    rerun 0;
}

答案

需要加入头文件，补上 # 和引号，声明所有变量，改正格式字符串与参数

#include <stdio.h>
#define B "booboo"
#define X 10
int main(void)
{
    int age;
    int xp;
    char name[40];

    printf("Please enter your first name.\n");
    scanf("%s", name);
    printf("All right, %s, what's your age?\n", name);
    scanf("%d", &age);
    xp = age + X;
    printf("That's a %s! You must be at least %d.\n", B, xp);
    return 0;
}

（5）用 BOOK，cost 和 percent 构造 printf() 语句，打印指定内容

printf("This copy of \"%s\" sells for $%0.2f.\n", BOOK, cost);
printf("That is %0.0f%% of list.\n", percent);

（6）打印下列各项内容要分别使用什么转换说明？
a. 一个字段宽度与位数相同的十进制整数

答案

%d

b. 一个形如 8A，字段宽度为 4 的十六进制整数

%4X

c. 一个形如 232.346，字段宽度为 10 的浮点数

%10.3f

d. 一个形如 2.33e+002，字段宽度为 12 的浮点数

%12.2e

e. 一个字段宽度为 30，左对齐的字符串

%-30s

（7）打印下面各项内容要分别使用什么转换说明？
a. 字段宽度为 15 的 unsigned long 类型整数

答案

%15lu

b. 一个形如 0x8a，字段宽度为 4 的十六进制整数

%#4x

c. 一个形如 2.33E+02，字段宽度为 12，左对齐的浮点数

%-12.2E

d. 一个形如 +232.346，字段宽度为 10 的浮点数

%+10.3f

e. 一个字段宽度为 8 的字符串的前 8 个字符

%8.8s

（8）打印下面各项内容要分别使用什么转换说明？
a. 一个字段宽度为 6，最少有 4 位数字的十进制整数

答案

%6.4d

b. 一个在参数列表中给定字段宽度的八进制整数

%*o

c. 一个字段宽度为 2 的字符

%2c

d. 一个形如 +3.13，字段宽度等于数字中字符数的浮点数

%+0.2f

e. 一个字段宽度为 7，左对齐字符串中的前 5 个字符

%-7.5s

（9）分别写出读取下列各输入行的 scanf() 语句，并声明语句中用到变量和数组
a. 101

答案

int dalmations;
scanf("%d", &dalmations);

b. 22.32 8.34E-09

float kgs, share;
scanf("%f%f", &kgs, &share);

转换字符可以用 e，f 或 g
除 %c 外，在 % 与转换字符之间加空格不影响结果

c. linguini

char pasta[20];
scanf("%s", pasta);

d. catch 22

char action[20];
int value;
scanf("%s %d", action, &value);

e. catch 22，但跳过 catch

int value;
scanf("%*s %d", &value);

（10）什么是空白？

答案

空白包括空格，制表符和换行符
C 用空白分隔记号
scanf() 用空白分隔连续的输入项

（11）下面的语句有什么问题？如何修正？

printf("The double type is %z bytes..\n", sizeof(double));

答案

z 是修饰符，不是转换字符
修饰符后面还要加一个转换字符
打印十进制数用 %zu
打印十六进制数用 %zx

（12）假设要在程序中用圆括号代替花括号，以下方法是否可行？

#define ( {
#define ) }

答案

不可行
预处理器不能区分哪些圆括号应替换成花括号
哪些圆括号不能替换

int main(void)
(
    printf("Hello, O Great One!\n");
)

会被替换成

int main{void}
{
    printf{"Hello, O Great One!\n"};
}

编程练习¶

编程练习

编写一个程序，提示用户输入名和姓，然后以 名,姓 的格式打印
编写一个程序，提示用户输入名字，并执行以下操作

a. 打印名字，包括双引号
b. 在宽度为 20 的字段右端打印名字，包括双引号
c. 在宽度为 20 的字段左端打印名字，包括双引号
d. 在比姓名宽度宽 3 的字段中打印名字

编写一个程序，读取一个浮点数，先以小数点记数法打印，再以指数记数法打印

a. 输出形如 The input is 21.3 or 2.1e+001.
b. 输出形如 The input is +21.290 or 2.129E+001.

编写一个程序，提示用户输入身高 (单位：英寸) 和姓名，按指定格式显示

Dabney, you are 6.208 feet tall

使用 float 类型，用 / 作为除号
也可以要求以厘米为单位输入，以米为单位显示

编写一个程序，提示用户输入下载速度 (Mb/s) 和文件大小 (MB)
计算下载时间，1 字节等于 8 位
使用 float 类型，用 / 作为除号
按指定格式打印 3 个变量，小数点后保留两位

At 18.12 megabits per second, a file of 2.20 megabytes
downloads in 0.97 seconds.

编写一个程序，先提示输入名，再提示输入姓
在一行打印名和姓，下一行打印各自的字母数
字母数分别与名和姓的结尾对齐

Melissa Honeybee
      7        8

再打印一份，字母数与名和姓的开头对齐

Melissa Honeybee
7       8

编写一个程序，把 double 变量设为 1.0/3.0，float 变量设为 1.0/3.0
分别显示两次计算的结果各 3 次
一次显示小数点后 6 位，一次 12 位，一次 16 位
包含 float.h，显示 FLT_DIG 和 DBL_DIG 的值
比较 1.0/3.0 的值与这些值是否一致
编写一个程序，提示用户输入旅行的里程和消耗的汽油量
计算并显示每加仑汽油行驶的英里数，小数点后一位
用 1 加仑约 3.785 升，1 英里约 1.609 千米
把英里/加仑换算成升/100 公里，小数点后一位
用 #define 或 const 定义两个转换系数

第4章 字符串和格式化输入/输出¶

字符串¶

字符数组与空字符¶

字符串常量的存储¶

strlen() 函数¶

sizeof 的写法¶

#define 定义明示常量¶

#define 定义字符与字符串¶

const 限定符¶

limits.h 与 float.h¶

printf() 的转换说明¶

printf() 的基本用法¶

打印百分号¶

字段宽度¶

左对齐¶

浮点精度¶

指数形式¶

+ 标记¶

空格标记¶

0 标记¶

# 标记¶

字符串的宽度与精度¶

转换说明的作用¶

整型转换不匹配¶

浮点与整型转换不匹配¶

printf() 的返回值¶

长字符串的断行¶

scanf() 的基本用法¶

scanf() 的 %s¶

%c 与空白¶

scanf() 格式字符串中的普通字符¶

scanf() 的返回值¶

printf() 的 * 修饰符¶

scanf() 的 * 修饰符¶

复习题¶

编程练习¶

第4章字符串和格式化输入/输出¶

`strlen()` 函数¶

`sizeof` 的写法¶

`#define` 定义明示常量¶

`#define` 定义字符与字符串¶

`const` 限定符¶

`limits.h` 与 `float.h`¶

`printf()` 的转换说明¶

`printf()` 的基本用法¶

`+` 标记¶

`0` 标记¶

`#` 标记¶

`printf()` 的返回值¶

`scanf()` 的基本用法¶

`scanf()` 的 `%s`¶

`%c` 与空白¶

`scanf()` 格式字符串中的普通字符¶

`scanf()` 的返回值¶

`printf()` 的 `*` 修饰符¶

`scanf()` 的 `*` 修饰符¶