Day1语法：printf 与 scanf 使用

1. 输入输出函数

printf 和 scanf 是 C 语言中最常用的格式化输入输出函数，但使用不当可能导致未定义行为或缓冲区溢出。本文梳理了它们的使用细节、常见错误及最佳实践，并补充了 getchar/putchar、fgets/fputs 等辅助函数，帮助你安全地进行输入输出操作。

2. printf 使用细节

2.1 基本语法

函数原型：int printf(const char *format, ...);

作用：格式化输出到标准输出（屏幕）。返回值：成功时返回打印的字符数，失败时返回负值。

2.2 输出缓冲区

printf 输出时会先存入输出缓冲区，遇到以下情况才刷新到屏幕：

• 缓冲区已满
• 遇到换行符\n
• 程序正常结束
• 显式调用fflush(stdout)

示例：

printf("Hello"); // 存储在缓冲区，不立即显示 printf(" World\n"); // 遇到 \n，缓冲区刷新，显示 "Hello World"

2.3 常见格式控制符

2.4 宽度与精度控制

• %5d：至少占5个字符宽度，右对齐。
• %-5d：左对齐。
• %.3f：保留3位小数。

printf("%5d", 10); // 输出 " 10" printf("%-5d", 10); // 输出 "10 " printf("%.3f", 3.14159);// 输出 "3.142"

2.5 转义字符

• \n：换行
• \t：制表符
• \\：打印反斜杠
• \"：打印双引号

2.6 类型匹配

格式符必须与变量类型严格匹配，否则引发未定义行为。例如用%d打印float是错误的：

float f = 3.14; printf("%d", f); // 错误！应使用 %f

3. scanf 使用细节

3.1 基本语法

函数原型：int scanf(const char *format, ...);

作用：从标准输入读取格式化数据。返回值：成功读取的变量个数，失败或遇到 EOF 返回 -1。

3.2 输入缓冲区

用户输入的数据首先进入输入缓冲区，scanf 从缓冲区读取并解析，未处理的数据会残留。

3.3 常见格式控制符

3.4 关键细节

3.4.1 必须传递变量地址

除字符串（字符数组）外，其他变量必须加&。

int num; scanf("%d", num); // 错误！应写成 scanf("%d", &num);

3.4.2 缓冲区残留问题

scanf 读取后，输入缓冲区可能残留\n，影响后续输入。可通过以下方式清空：

while (getchar() != '\n'); // 清空缓冲区

3.4.3 防止 %s 缓冲区溢出

scanf("%s", str)不检查长度，可能导致越界。建议限制读取长度：

char str[100]; scanf("%99s", str); // 最多读取 99 个字符，留 1 位给 '\0'

3.4.4 %c 会读取空白字符

如果前面有\n，%c会直接读取它。解决方法是在%c前加空格：

scanf(" %c", &ch); // 跳过空白字符

3.4.5 检查返回值

始终检查输入是否成功，避免非法输入导致程序崩溃：

if (scanf("%d", &num) != 1) { printf("输入错误！\n"); while (getchar() != '\n'); // 清空缓冲区 }

4. printf 与 scanf 对比

5. 经典错误示例

5.1 scanf 忘记 &

int num; scanf("%d", num); // 错误，导致未定义行为

5.2 %d 读取 float

float f; scanf("%d", &f); // 错误，应使用 %f

5.3 %s 不限制长度

char name[10]; scanf("%s", name); // 输入超过 9 个字符导致缓冲区溢出

正确做法：

scanf("%9s", name);

5.4 scanf 读取整数时的残留字符

scanf 根据%d读取整数，遇到非数字字符会停止，并将该字符放回缓冲区，影响后续读取。

scanf("%d%d", &a, &b); scanf("%c", &c); // 若输入字母 a，c 会直接获取该字符

6. 最佳实践

6.1 printf

• 使用\n确保输出刷新。
• 确保格式符与变量类型匹配。
• 合理控制输出宽度和精度。

6.2 scanf

• 始终检查返回值。
• 对%s使用长度限制。
• 必要时清空输入缓冲区。

7. 其他相关函数

7.1 getchar 与 putchar

getchar()从标准输入读取一个字符，putchar()输出一个字符。

char ch = getchar(); // 等价于 scanf("%c", &ch); putchar(ch); // 等价于 printf("%c", ch);

7.2 getc 与 putc

与 getchar/putchar 类似，但允许指定文件指针（如stdin、stdout或自定义文件流）。

ch = getc(stdin); // 从标准输入读取 ch = getc(fp); // 从文件指针 fp 读取

7.3 fgets 与 fputs

fgets从指定流读取一行，通过第二个参数限制长度，安全解决溢出问题。

char ch[20]; fgets(ch, 19, stdin); // 最多读取 19 个字符，保留 '\0' printf("%s", ch);

fputs将字符串写入指定流，不自动添加换行符。

fputs(buf, fp); // 将 buf 写入 fp 指向的文件

8. 总结

掌握 printf 和 scanf 的细节能有效避免未定义行为和缓冲区溢出。关键点：

• printf 注意格式匹配和缓冲区刷新；
• scanf 必须传地址，限制字符串长度，检查返回值，清理残留缓冲区；
• 必要时使用 getchar/putchar、fgets/fputs 等更安全的函数替代。

希望笔记能帮助你巩固 C 语言输入输出相关知识，减少编码中的低级错误。