C语言K&R圣经笔记 7.1标准输入和输出 7.2格式化输出-printf

第七章 输入和输出

输入和输出功能并不是 C 语言本身的一部分，故到目前为止，本书都没有对其着重说明。然而，程序与其环境之间交互的方式，比书中之前所展示的更为复杂。本章我们会详描述标准库，即一系列为 C 程序提供输入输出、字符串处理、内存管理、数学例程及其他各种服务的函数。

ANSI 标准精确定义了这些库函数，因此在任何有C 语言的系统中也都有这些标准库函数，并且是互相兼容的。如果一个程序只使用了标准库提供的功能来与系统进行交互，那么这个程序不用修改就可以从一个系统移植到另一个系统。

库函数的特性在超过一打的头文件中指定【C89时是15个，C11时将近30个】；有些我们已经见过，如、 和 。本章不会介绍库的全部内容，因为我们更感兴趣的是如何使用库来写 C 程序。库的细节在附录 B 描述。

7.1 标准输入和输出

如第一章所述，库函数实现了文本输入输出的简单模型。文本流包含了行的序列；每行以一个换行字符结束。如果系统不是按这个方式操作的，库会采取必要的措施，使其看起来像是如此。例如，库可以在输入中把回车符加换行符转换成换行符，并在输出中做反向的转换。

最简单的输入方式是使用 getchar 从“标准输入”（通常是键盘）中每次读一个字符：

int getchar(void)

getchar 每次被调用时返回下一个输入字符，若遇到文件结尾时返回 EOF。符号常量 EOF 在 中定义。通常其值为 -1，但写判断时应该用 EOF，这样才不依赖特定的值。

在很多环境下，使用输入重定向符号 < ，能把键盘替换成文件：如果程序 prog 使用了 getchar，则如下命令行

prog <infile

使 prog 改从 infile 中读取字符。prog 程序本身不感知输入的切换；特别注意“infile” 字符串并不包含在 argv 的命令行参数列表中。如果通过管道机制使输入来自另一个程序，输入切换也是不可见的：在某些系统上，命令行

otherprog | prog

运行 otherprog 和 prog 两个程序，并把 otherprog 的标准输出通过管道送到 prog 的标准输入中。

函数

int putchar(int)

用于输出：putchar(c) 将 c 输出到 “标准输出”中，默认为屏幕。putchar 返回已输出的字符，若遇到错误则返回 EOF。和输入一样，通常可以使用 >filename 将输出重定向到文件中：如果 prog 使用了 putchar，则

prog >outfile

把标准输出写到 outfile 文件。如果系统支持管道机制，则

prog | anotherprog

把 prog 的标准输出送到 anotherprog 的标准输入中。

printf 产生的输出也是送往标准输出。我们可以交替调用putchar 和 printf ——输出显示的顺序就是调用的顺序。

每个引用标准输入输出库函数的源文件，都必须在首次引用之前包含下面这行

#include 

当文件名用尖括号括起来时，会在一些标准的文件路径集合中搜索头文件（例如，在UNIX系统中，通常在 /usr/include 目录下）。

很多程序只读一个输入流且只写一个输出流；对这样的程序，使用 getchar，putchar 和 printf 来做输入输出也许就完全够了，而对入门来说是肯定够的。如果使用重定向把一个程序的输出连接到下一个程序的输入，则更是如此。例如，考虑这个把输入转换成小写的程序 lower:

#include #include main() /* lower：把输入转换成小写 */{ int c; while((c = getchar()) != EOF)putchar(tolower(c)); return 0;}

tolower 函数定义在 中；它将一个大小字母转换成小写，而其他字符则原封不动地返回。我们前面提到过，如 中的 getchar 和 putchar 以及 中的 tolower，这样的“函数” 通常是宏定义，因此可以避免对每个字符做函数调用带来的开销。我们将在8.5节展示如何做到这一点。无论在特定的机器上 中的函数是如何实现的，标准库都对使用这些函数的程序屏蔽了具体的字符集。

练习7-1、写一个程序，可以将大写转换成小写、或将小写转换成大写，具体要做哪种转换，是根据该程序被调用时的名字（通过 argv[0] 获取）来决定的。

7.2格式化输出——printf

输出函数 printf 将内部的值转换为字符串。在前面的章节中我们不太正式地使用了 printf。本节覆盖了它最典型的用法，但不是全部内容；完整内容参见附录 B。

int printf(char *format, arg1, arg2, ...)

printf 在 format 的控制下，对其参数做转换、格式化，并打印到标准输出。它返回已打印的字符数量。

格式化字符串包含两种对象：拷贝到输出流的普通字符，以及转换规格：每个转换规格都会使printf 的下一个参数被转换并打印出来。每个转换规格以一个 % 开头，并以一个转换字符结尾。在 % 和转换字符之间，依次可以为：

• 减号，表明被转换的参数要左对齐。
• 数字，指定了最小的域宽度。被转换的参数会打印在最小为该宽度的域中。若宽度不够，则会在左边填充到足够的宽度。（如果指定了左对齐，则在右边填充）
• 点号，分隔域宽度和精度。
• 数字，表示精度，有三种情况。对于字符串：指定了字符串中最多打印的字符数。对于浮点数：小数点后最多的位数。对于整数：最少的位数。
• 字母 h 或 l，用于整数打印，前者表示打印为 short，后者表示打印为 long

转换字符见表 7-1。若 % 之后不是转换说明，则该行为是未定义的。

宽度和精度可以指定为 * ，这种情况下它的值是通过转换下一个参数（必须为int）计算出来的。例如，要在字符串 s 中最多打印 max 个字符，写为：

printf("%.*s", max, s);

大部分的格式转换已经在前面的章节中说明过了。不过还有字符串的精度没讲过。下表显示了不同规格下打印 “hello, world”（12个字符）的效果。我们在两边加上了冒号，以便读者看清其范围：

警告：printf 使用它的首个参数来确定其后跟着多少个参数，以及这些参数各自的类型。如果没有足够的参数，或者类型错误，则 printf 会被搞混，而你的代码将得到错误的结果。还应该注意下面两个调用的不同之处：

printf(s);/* 若s包含%则有问题 */printf("%s", s); /* 安全 */

sprintf 函数做与 printf 同样的转换，不过它把输出储存到一个字符串里：

int sprintf(char *string, char *format, arg1, arg2, ...)

sprintf 也是同样根据 format 将参数 arg1, arg2 等格式化，不过是将结果保存在 string 里面，而不是标准输出；string 必须足够大以接收这个结果。

练习7-2、写个程序，以合理的方式打印任意输入。最低限度下，它能够按本地习惯用八进制或十六进制打印非图形字符，且能够断开长文本行。