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2011年10月25日 星期二

C/C++ printf() 與 scanf()

學習C的過程中,通常是由終端機,也就是文字模式下開始,為了與程式互動,在終端機下輸出程式執行結果,或是從終端機取得使用者的輸入資料是基本需求,在C中標準輸入輸出是由stdio提供,這也就是為何您要在程式的一開頭終是加上:

#include <stdio.h>

將訊息輸出至終端機,稱之為「標準輸出」(Stand output),C藉由printf()將訊息輸出至終端機,我們已經看過幾個printf()函式的應用了,基本上,printf()就是將您指定的文字、數值等輸出至螢幕上,並且執行過後會傳回所輸出的字元數,例如:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int count = printf("This is a test!\n");
    printf("%d\n", count);
 
    return 0;
}

"This is a test!\n"當中包括換行字元,共有16個字元,因此count的值會是16,顯示結果如下:


This is a test!
16

標準輸出可以被重新導向至一個檔案,您可以在執行程式時使用" >>"將輸出結果導向至指定的檔案,例如(假設編譯後的可執行檔為main):

main >> result.txt

如果程式的目的是顯示"Hello! World!",則上面的執行會將結果導向至result.txt,而不會在螢幕上顯示"Hello! World!",result.txt中將會有輸出結果Hello! World!。

要 重新導向 standard output 是用 '>', standard input 則是 "<",而">>" 除了重導 standard output 後,還有附加的功能,也就是會把輸出附加到被導向的目標檔案後頭,如果目標檔案本來不存在,那麼效果就和">"一樣。

如果在使用printf()時要指定整數、浮點數、字元等進行顯示,則要配合格式指定字(format specifier),以下列出幾個可用的格式指定碼:


%c 以字元 方式輸出
%d 10 進位整數輸出
%o 以8進 位整數方式輸出
%u 無號整數輸出
%x, %X 將整 數以16進位方式輸出
%f 浮點 數輸出
%e, %E 使用科學記號顯示浮點數
%g, %G 浮點數輸出,取%f或%e(%f或%E),看哪個表示精簡
%% 顯示 %
%s 字串輸出




基本上,要顯示的是什麼資料型態,就必須搭配對應資料型態的格式指定字,但%d若用來輸出某個字元,將顯示其整數編碼值,若%c用來顯示某個整數,將顯示該整數對應編碼的字元,一個使用的範例如下所示:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("顯示字元 %c\n", 'A');
    printf("顯示字元編碼 %d\n", 'A');
    printf("顯示字元編碼 %c\n", 65);    
    printf("顯示十進位整數 %d\n", 15);
    printf("顯示八進位整數 %o\n", 15);
    printf("顯示十六進位整數 %X\n", 15);
    printf("顯示十六進位整數 %x\n", 15);    
    printf("顯示科學記號 %E\n", 0.001234);    
    printf("顯示科學記號 %e\n", 0.001234);    
   
    return 0;
}

顯示結果如下所示:

 

顯示字元 A
顯示字元編碼 65
顯示字元編碼 A
顯示十進位整數 15
顯示八進位整數 17
顯示十六進位整數 F
顯示十六進位整數 f
顯示科學記號 1.234000E-003
顯示科學記號 1.234000e-003

您可以在輸出浮點數時指定精度,例如若為浮點數:

printf("example:%.2f\n", 19.234);

.2指定小數點後取兩位,執行結果會輸出:

example:19.23

您也可以指定輸出時,至少要預留的字元寬度,無論是數值或字串,例如:

printf("example:%6.2f\n", 19.234);

整數6表示預留6個字元寬度,由於預留了6個字元寬度,不足的部份要由空白字元補上,所以執行結果會輸出如下(19.23只佔五個字元,所以補上一個空白在前端):

example: 19.23

若在%之後指定負號,例如%-6.2f,則表示靠左對齊,沒有指定則靠右對齊,例如:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("example:%6.2f\n", 19.234);
    printf("example:%-6.2f\n", 19.234);
    
    return 0;
}

顯示結果如下:



example: 19.23
example:19.23

若事先無法決定字元寬度,則可以使用*,例如:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    printf("%*d\n", 1, 1);
    printf("%*d\n", 2, 1);
    printf("%*d\n", 3, 1);
    return 0;
}

printf()的*將被之後的第一個引數所取代,所以第一個printf()將預留一個字元寬度,第二個預留兩個字元寬度,第三個預留三個,顯示結果如下:

1
 1
  1

如果打算取得使用者的輸入,則可以使用「標準輸入」(Standard input)的scanf()函式,並搭配格式指定字與&取址運算子指定給變數,例如:
#include <stdio.h>

int main(void) {
    int input;
    
    printf("請輸入數字:");
    scanf("%d", &input);
    printf("您輸入的數字:%d\n", input);
    
    return 0;
}

在程式中先宣告了一個整數變數input,使用scanf()函式時,若輸入的數值為整數,則使用格式指定字%d,若輸入的是 其它資料型態,則必須使用對應的格式指定字,如果是double,特別注意要使用%lf來指定,而您必須告知程式儲存資料的變數位址,為此,必須使用&取址運算子,這會將變數的記憶體位址取出,則 輸入的數值就知道變數的記憶體位址並儲存之(但字元陣列名稱本身就有位址資訊,故不用&來取址,之後說明陣列時會再看到)。

執行結果:



請輸入數字:10
您輸入的數字:10

scanf()在接受輸入時,可以接受多個值,也可以指定輸入的格式,例如:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int number1, number2;
    
    printf("請輸入兩個數字,中間使用空白區隔):");
    scanf("%d %d", &number1, &number2);
    printf("您輸入的數字:%d %d\n", number1, number2);
    
    printf("請再輸入兩個數字,中間使用-號區隔):");
    scanf("%d-%d", &number1, &number2);
    printf("您輸入的數字:%d-%d\n", number1, number2);
    
    return 0;
}

在第一個scanf()中,指定了使用空白來區隔兩個輸入,而第二個scanf()中,指定了使用-來區隔兩個輸入,一個執行與輸入的結果如下所示:

請輸入兩個數字,中間使用空白區隔):10 20
您輸入的數字:10 20
請再輸入兩個數字,中間使用-號區隔):30-40
您輸入的數字:30-40

scanf()還可以指定可接受的字元集合,例如若只想接受1到5的字元,則可以如下:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char str[50];
    
    printf("請輸入1到5的字元:");
    scanf("%[1-5]", str);
    printf("輸入的字元為 %s\n", str);

    fflush(stdin); // 清除輸入緩衝區

    printf("請輸入XYZ任一字元:");
    scanf("%[XYZ]", str);
    printf("輸入的字元為 %s\n", str);
    
    return 0;
}

str為C語言中的 
字串字 元陣 列scanf()函式連續讀入符合集合的字元並放到字元陣列中,直到讀到不符合的字元為止,剩下的字元仍會存在輸入緩衝區中,可以直接使用fflush(stdin)清除輸入緩衝區,以利進行下一次重新輸入,scanf()函式若接受字元,則傳回所接受的字元數,否則直接略過輸入而傳回0,在您學會流程控制語法之後,可以據以判斷該作什麼處理(像是使用if來針對不接受輸入時的處理)。

執行結果如下:



請輸入1到5的字元:146731
輸入的字元為 14
請輸入XYZ任一字元:XYZXDX
輸入的字元為 XYZX

您可以使用%[0-9]指定取得0至9的字元,使用%[A-z]指定取得ASCII表中的A到z的字元,如果要排除的話,則使用^,例如%[^ABC]會取得ABC字元以外的所有字元。


 



 








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