详解C语言字符和字符串的输入与输出

在C语言中，字符（char）和字符串（char[] 或 char*）是常用的数据类型，通常用于处理文本数据。

一、字符的输入与输出

1.1 字符的输入

使用 getchar()

getchar() 是一个标准库函数，它从标准输入流（通常是键盘）中读取一个字符，并返回该字符（包括换行符）。

#include 

int main() {
    char ch;
    ch = getchar();  // 读取一个字符
    printf("输入的字符是：%c\n", ch);
    return 0;
}

要点：

• getchar() 读取的是一个字符（包括空格和换行符）。如果你输入了字母或数字，它会返回相应的字符。
• 输入一个字符后，按 Enter 键后，字符和换行符会被返回。

注意： 输入时，getchar() 会读取所有字符，包括空格和换行符。如果你想处理换行符，通常需要额外的代码来处理。

使用 scanf()

scanf() 也可以用来读取字符，但它通常用于格式化输入。

#include 

int main() {
    char ch;
    printf("请输入一个字符：");
    scanf("%c", &ch);  // 读取一个字符
    printf("输入的字符是：%c\n", ch);
    return 0;
}

要点：

• scanf("%c", &ch) 会读取一个字符，并存储在 ch 中。输入字符后，你需要按下 Enter 键。

注意：

• 如果在输入其他数据之后使用 scanf("%c", &ch)，它会读取输入缓冲区中的换行符或空格。为了避免这一点，可以在之前添加 getchar() 以清空缓冲区，或者直接使用 scanf() 时忽略换行符。

scanf("%c", &ch);  // 直接读取字符

1.2 字符的输出

使用 putchar()

putchar() 是标准库函数，用于将一个字符输出到标准输出（通常是屏幕）。

#include 

int main() {
    char ch = 'A';
    putchar(ch);  // 输出字符 'A'
    return 0;
}

要点：

• putchar(ch) 会将字符 ch 输出到屏幕，不会自动换行。

使用 printf()

printf() 是更常用的输出函数，也可以用来输出字符。

#include 

int main() {
    char ch = 'A';
    printf("%c\n", ch);  // 输出字符 'A'，并换行
    return 0;
}

要点：

• %c 是 printf 的格式化输出符号，用于输出单个字符。
• 如果你需要换行，可以手动添加 \n。

二、字符串的输入与输出

字符串是由字符组成的数组，因此处理字符串时，实际上是处理一个以 \0（空字符）结尾的字符数组。

2.1 字符串的输入

使用 scanf() 输入字符串

scanf() 可以用来读取字符串，但它有一个重要的限制：它遇到空格、制表符或换行符会停止读取。它不会处理这些空白字符。

#include 

int main() {
    char str[100];
    printf("请输入一个字符串：");
    scanf("%s", str);  // 读取一个不包含空格的字符串
    printf("输入的字符串是：%s\n", str);
    return 0;
}

要点：

• %s 会读取连续的非空白字符，直到遇到空格或换行符为止。
• scanf("%s", str) 不会读取空格，如果输入中有空格，只有第一个单词会被读取。

注意：

• 如果输入的字符串超过了指定的大小（如 str[100]），会发生缓冲区溢出。因此，为了避免这一问题，应该限定 scanf() 读取的字符数：

  scanf("%99s", str);  // 最多读取99个字符，留出一个空间给 '\0'
  

使用 fgets() 输入字符串

fgets() 是一个更安全、更灵活的输入函数，它允许读取一整行（包括空格），并且会自动在字符串末尾加上 \0。

#include 

int main() {
    char str[100];
    printf("请输入一个字符串：");
    fgets(str, sizeof(str), stdin);  // 读取一行，包含空格
    printf("输入的字符串是：%s\n", str);
    return 0;
}

要点：

• fgets() 可以读取包含空格的整行文本。
• 它会读取换行符（如果输入中包含的话），并且需要处理换行符。

处理换行符：

• 如果输入包含换行符，你可能需要手动去除它。可以使用 strcspn() 来查找并去除换行符：

  str[strcspn(str, "\n")] = '\0';  // 去除换行符
  

注意：

• 使用 fgets() 时，字符串末尾的换行符会被保留。如果不想要它，可以手动删除。
• fgets() 会阻止缓冲区溢出，因为它限制了读取的字符数。

2.2 字符串的输出

使用 printf() 输出字符串

printf() 是输出字符串最常见的方法。

#include 

int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    printf("%s\n", str);  // 输出字符串 "Hello, World!" 并换行
    return 0;
}

要点：

• %s 格式符用于输出字符串，它会自动识别字符串末尾的 \0 并停止输出。
• printf() 输出时，不会自动添加换行符，除非你显式地在字符串中添加 \n 或调用 printf() 时加上 \n。

使用 puts() 输出字符串

puts() 是另一个输出字符串的函数，和 printf() 不同的是，puts() 会在字符串末尾自动添加换行符。

#include 

int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    puts(str);  // 输出字符串，并自动换行
    return 0;
}

要点：

• puts() 会自动输出换行符，因此你无需手动添加 \n。

三、总结与注意事项

1. 字符输入：

   • getchar() 和 scanf("%c", &ch) 都可以读取字符。
   • getchar() 会读取换行符或空格，而 scanf("%c") 不会处理这些问题。

2. 字符串输入：

   • scanf("%s", str) 用于读取不包含空格的字符串。
   • fgets(str, sizeof(str), stdin) 用于读取包含空格的字符串，并且更安全。

3. 字符输出：

   • 使用 putchar(ch) 输出单个字符。
   • 使用 printf("%c", ch) 也可以输出字符。

4. 字符串输出：

   • printf("%s", str) 用于输出字符串。
   • puts(str) 输出字符串并自动换行。

5. 缓冲区和换行符问题：

   • 使用 scanf("%s") 时，不能读取包含空格的字符串。建议使用 fgets() 来读取整行。
   • 使用 fgets() 时要注意字符串末尾的换行符。