C 语言输入输出库函数讲解

输入输出函数：能够让程序和用户或者文件进行交互。

         头文件：#include 

1. printf 函数：输出格式化信息到控制台

使用格式

printf("格式字符串", 参数列表);

作用

把格式化后的字符串输出到控制台。格式字符串里可以包含普通字符和格式说明符，格式说明符会被后面参数列表里的值替换。

用法

格式说明符一般以 % 开头，常见的有 %d（用于输出整数）、%f（用于输出浮点数）、%c（用于输出字符）、%s（用于输出字符串）等。

⚠️ 注意事项

• 格式说明符要和参数的类型相匹配。
• 格式字符串中的普通字符会原样输出。

适用类型

适用于各种基本数据类型以及字符串。

示例

#include 

int main() {
    int age = 20;
    float height = 1.75;
    char grade = 'A';
    char name[] = "Alice";

    // 输出整数
    printf("年龄是 %d 岁。\n", age); 
    // 输出浮点数
    printf("身高是 %.2f 米。\n", height); 
    // 输出字符
    printf("成绩等级是 %c。\n", grade); 
    // 输出字符串
    printf("姓名是 %s。\n", name); 

    return 0;
}

解释

在这个例子中，printf 函数依据格式说明符把变量的值输出到控制台。%.2f 表示输出浮点数时保留两位小数。

2. scanf 函数：从控制台读取格式化输入

使用格式

scanf("格式字符串", &变量1, &变量2, ...);

作用

从控制台读取用户输入的数据，并且按照格式字符串的要求把数据存储到对应的变量中。

用法

格式说明符和 printf 函数里的类似，不过要在变量名前加上取地址符 &，以此表明是要把数据存储到该变量的地址处。

⚠️ 注意事项

• 输入的数据要和格式字符串匹配。
• 输入多个数据时，一般用空格、制表符或者换行符分隔。

适用类型

适用于各种基本数据类型。

示例

#include 

int main() {
    int num;
    float score;
    char ch;

    // 提示用户输入整数
    printf("请输入一个整数："); 
    scanf("%d", &num);

    // 提示用户输入浮点数
    printf("请输入一个浮点数："); 
    scanf("%f", &score);

    // 提示用户输入字符
    printf("请输入一个字符："); 
    scanf(" %c", &ch); // 注意前面的空格，用于跳过之前输入的换行符

    // 输出用户输入的内容
    printf("你输入的整数是 %d，浮点数是 %.2f，字符是 %c。\n", num, score, ch); 

    return 0;
}

解释

这个例子中，scanf 函数按照格式说明符读取用户输入的数据，并把它们存储到对应的变量中。在读取字符前加空格是为了跳过之前输入的换行符。

3. getchar 函数：读取单个字符 ⌨️

使用格式

int getchar(void);

作用

从标准输入（通常是键盘）读取一个字符，并返回该字符的 ASCII 码值。

用法

调用 getchar 函数时，程序会暂停，等待用户输入一个字符，按下回车键后，函数会返回该字符的 ASCII 码值。

⚠️ 注意事项

• getchar 会读取换行符，所以在连续使用时要注意处理换行符。
• 函数返回值是 int 类型，不是 char 类型。

适用类型

适用于字符类型。

示例

#include 

int main() {
    char ch;
    // 提示用户输入一个字符
    printf("请输入一个字符："); 
    ch = getchar();
    // 输出用户输入的字符
    printf("你输入的字符是 %c。\n", ch); 

    return 0;
}

解释

此例中，getchar 函数读取用户输入的一个字符，并将其赋值给变量 ch，然后输出该字符。

4. putchar 函数：输出单个字符 ️

使用格式

int putchar(int c);

作用

把一个字符输出到标准输出（通常是控制台）。

用法

传入一个字符的 ASCII 码值或者字符常量，函数会将对应的字符输出到控制台。

⚠️ 注意事项

• 传入的参数可以是字符常量，也可以是字符变量的 ASCII 码值。
• 函数返回值是输出的字符的 ASCII 码值。

适用类型

适用于字符类型。

示例

#include 

int main() {
    char ch = 'B';
    // 输出字符
    putchar(ch); 
    putchar('\n'); // 输出换行符

    return 0;
}

解释

在这个例子中，putchar 函数把字符 B 输出到控制台，然后输出一个换行符。

5. fopen 函数：打开文件

使用格式

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

作用

打开指定文件名的文件，并返回一个指向该文件的 FILE 指针。

用法

filename 是要打开的文件的名称，mode 是打开文件的模式，常见的模式有：

• "r"：以只读模式打开文件。
• "w"：以写入模式打开文件，如果文件不存在则创建，如果存在则清空内容。
• "a"：以追加模式打开文件，如果文件不存在则创建。

⚠️ 注意事项

• 打开文件后，要检查返回的指针是否为 NULL，若为 NULL 则表示打开文件失败。
• 操作完文件后，要使用 fclose 函数关闭文件。

适用类型

适用于文件操作。

示例

#include 

int main() {
    FILE *file;
    // 以只读模式打开文件
    file = fopen("test.txt", "r"); 

    if (file == NULL) {
        // 输出错误信息
        printf("无法打开文件！\n"); 
        return 1;
    }

    // 这里可以进行文件读取操作

    // 关闭文件
    fclose(file); 

    return 0;
}

解释

此例中，fopen 函数尝试以只读模式打开 test.txt 文件，若打开失败则输出错误信息，打开成功后可以进行文件读取操作，最后使用 fclose 函数关闭文件。

6. fclose 函数：关闭文件 ❌

使用格式

int fclose(FILE *stream);

作用

关闭指定的文件流，释放相关资源。

用法

传入一个指向 FILE 类型的指针，该指针是通过 fopen 函数返回的。

⚠️ 注意事项

• 关闭文件后，就不能再对该文件进行读写操作了。
• 函数返回值为 0 表示关闭成功，非 0 表示关闭失败。

适用类型

适用于文件操作。

示例

#include 

int main() {
    FILE *file;
    // 以写入模式打开文件
    file = fopen("test.txt", "w"); 

    if (file == NULL) {
        // 输出错误信息
        printf("无法打开文件！\n"); 
        return 1;
    }

    // 这里可以进行文件写入操作

    // 关闭文件
    if (fclose(file) == 0) {
        printf("文件关闭成功！\n");
    } else {
        printf("文件关闭失败！\n");
    }

    return 0;
}

解释

这个例子中，fopen 函数以写入模式打开 test.txt 文件，进行文件写入操作后，使用 fclose 函数关闭文件，并根据返回值判断关闭是否成功。

7. fgets 函数：安全读取字符串

使用格式

char *fgets(char *str, int n, FILE *stream);

作用

从指定的文件流中读取一行字符串，并存储到 str 指向的字符数组中。

用法

str 是存储读取字符串的字符数组，n 是最多读取的字符数（包含换行符和字符串结束符 '\0'），stream 是文件流指针，可以是 stdin（标准输入）或者通过 fopen 打开的文件指针。

⚠️ 注意事项

• 若读取的字符数达到 n - 1 或者遇到换行符，读取会停止，并且会在字符串末尾添加 '\0'。
• 若读取成功，返回 str 指针；若遇到文件结束符或者出错，返回 NULL。

适用类型

适用于字符串类型。

示例

#include 

int main() {
    char buffer[100];
    // 从标准输入读取一行字符串
    printf("请输入一行字符串："); 
    fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);

    // 输出读取的字符串
    printf("你输入的字符串是：%s", buffer); 

    return 0;
}

解释

在这个例子中，fgets 函数从标准输入读取一行字符串，最多读取 sizeof(buffer) - 1 个字符，然后将其存储到 buffer 数组中，并输出该字符串。

8. fputs 函数：输出字符串到文件

使用格式

int fputs(const char *str, FILE *stream);

作用

把字符串 str 输出到指定的文件流中。

用法

str 是要输出的字符串，stream 是文件流指针，可以是 stdout（标准输出）或者通过 fopen 打开的文件指针。

⚠️ 注意事项

• 函数不会自动添加换行符，若需要换行，要在字符串中手动添加 '\n'。
• 若输出成功，返回非负值；若出错，返回 EOF。

适用类型

适用于字符串类型。

示例

#include 

int main() {
    FILE *file;
    // 以写入模式打开文件
    file = fopen("test.txt", "w"); 

    if (file == NULL) {
        // 输出错误信息
        printf("无法打开文件！\n"); 
        return 1;
    }

    // 向文件中写入字符串
    fputs("Hello, World!\n", file); 

    // 关闭文件
    fclose(file); 

    return 0;
}

解释

此例中，fopen 函数以写入模式打开 test.txt 文件，fputs 函数把字符串 "Hello, World!\n" 写入文件，最后使用 fclose 函数关闭文件。

 缓冲区管理技巧

通用清空方案：

void clear_buffer() {
    int c;
    while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);
}

使用场景：

• 在scanf()后立即调用

• 处理异常输入时     

黄金法则：

1. 所有输入函数都要考虑缓冲区溢出风险

2. 文件操作后必须检查返回值并关闭文件

3. 格式化IO要严格匹配类型

掌握这些核心函数，你的C语言IO操作将游刃有余！