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【C语言】输入/输出函数详解

2024-12-02 7
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简介： 在C语言中，输入/输出操作是通过标准库函数来实现的。这些函数分为两类：标准输入输出函数和文件输入输出函数。

C语言输入/输出函数详解

在C语言中，输入/输出操作是通过标准库函数来实现的。这些函数分为两类：标准输入输出函数和文件输入输出函数。为了使用这些函数，我们需要包含头文件stdio.h，即在代码的开头加入：

#include <stdio.h>

接下来，我们将详细介绍这些输入/输出函数，包括它们的函数原型、参数说明、返回值说明以及示例代码。

1. 标准输入输出函数

1.1 printf函数

printf函数是C语言中最常用的输出函数，用于将格式化的数据输出到标准输出设备（通常是显示器）。

函数原型：

int printf(const char *format, ...);

参数说明：

  • format：格式控制字符串，包括普通字符和格式说明符。
  • ...：可变参数，根据格式控制字符串的说明符确定。

返回值：

  • 成功时，返回输出字符的总数。
  • 失败时，返回负值。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    int num = 10;
    float pi = 3.14;
    char ch = 'A';
    char str[] = "Hello, world!";

    int count = printf("整数: %d\n", num);
    printf("打印了%d个字符\n", count);

    count = printf("浮点数: %.2f\n", pi);
    printf("打印了%d个字符\n", count);

    count = printf("字符: %c\n", ch);
    printf("打印了%d个字符\n", count);

    count = printf("字符串: %s\n", str);
    printf("打印了%d个字符\n", count);

    return 0;
}

输出：

整数: 10
打印了6个字符
浮点数: 3.14
打印了8个字符
字符: A
打印了4个字符
字符串: Hello, world!
打印了15个字符

1.2 scanf函数

scanf函数用于从标准输入设备（通常是键盘）读取格式化的数据。

函数原型：

int scanf(const char *format, ...);

参数说明：

  • format：格式控制字符串，包括普通字符和格式说明符。
  • ...：可变参数，根据格式控制字符串的说明符确定，必须是变量的地址（使用&符号）。

返回值：

  • 成功时，返回成功读取的格式化输入项的数量。
  • 失败时，返回EOF。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    int num;
    float pi;
    char ch;
    char str[100];

    printf("请输入一个整数: ");
    int count = scanf("%d", &num);
    printf("成功读取了%d个输入项\n", count);

    printf("请输入一个浮点数: ");
    count = scanf("%f", &pi);
    printf("成功读取了%d个输入项\n", count);

    printf("请输入一个字符: ");
    count = scanf(" %c", &ch); // 注意前面的空格，避免读取换行符
    printf("成功读取了%d个输入项\n", count);

    printf("请输入一个字符串: ");
    count = scanf("%s", str);
    printf("成功读取了%d个输入项\n", count);

    printf("你输入的整数是: %d\n", num);
    printf("你输入的浮点数是: %.2f\n", pi);
    printf("你输入的字符是: %c\n", ch);
    printf("你输入的字符串是: %s\n", str);

    return 0;
}

输出（假设用户输入了42、3.14、A、hello）：

请输入一个整数: 42
成功读取了1个输入项
请输入一个浮点数: 3.14
成功读取了1个输入项
请输入一个字符: A
成功读取了1个输入项
请输入一个字符串: hello
成功读取了1个输入项
你输入的整数是: 42
你输入的浮点数是: 3.14
你输入的字符是: A
你输入的字符串是: hello

1.3 putchar函数

putchar函数用于将单个字符输出到标准输出设备。

函数原型：

int putchar(int char);

参数说明：

  • char：要输出的字符（类型为int，但通常传递一个char类型的值）。

返回值：

  • 成功时，返回输出的字符。
  • 失败时，返回EOF。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    char ch = 'A';

    int result = putchar(ch);
    putchar('\n'); // 输出换行符

    if (result != EOF) {
   
        printf("字符输出成功\n");
    } else {
   
        printf("字符输出失败\n");
    }

    return 0;
}

输出：

A
字符输出成功

1.4 getchar函数

getchar函数用于从标准输入设备读取单个字符。

函数原型：

int getchar(void);

参数说明：

  • 无参数。

返回值：

  • 成功时，返回读取的字符。
  • 失败时，返回EOF。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    char ch;

    printf("请输入一个字符: ");
    ch = getchar();

    if (ch != EOF) {
   
        printf("你输入的字符是: ");
        putchar(ch);
        putchar('\n'); // 输出换行符
    } else {
   
        printf("读取字符失败\n");
    }

    return 0;
}

输出（假设用户输入了A）：

请输入一个字符: A
你输入的字符是: A

2. 文件输入输出函数

在C语言中，文件输入输出操作也是通过标准库函数来实现的。这些函数包括fopen、fclose、fread、fwrite、fprintf、fscanf、fgets、fputs等。

2.1 fopen函数

fopen函数用于打开一个文件，并返回一个文件指针。这个文件指针用于后续的文件操作。

函数原型：

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

参数说明：

  • filename：要打开的文件名。
  • mode：文件打开模式，如"r"（只读）、"w"（只写）、"a"（追加）、"r+"（读写）等。

返回值：

  • 成功时，返回文件指针。
  • 失败时，返回NULL。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    FILE *file;

    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
   
        printf("无法打开文件。\n");
        return 1;
    }
    printf("文件打开成功。\n");
    fclose(file);

    return 0;
}

输出（假设example.txt存在）：

文件打开成功。

2.2 fclose函数

fclose函数用于关闭一个已打开的文件。

函数原型：

int fclose(FILE *stream);

参数说明：

  • stream：文件指针，指向要关闭的文件。

返回值：

  • 成功时，返回0。
  • 失败时，返回EOF。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    FILE *file;

    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
   
        printf("无法打开文件。\n");
        return 1;
    }
    printf("文件打开成功。\n");

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

    return 0;
}

输出（假设example.txt存在）：

文件打开成功。
文件关闭成功。

2.3 fread函数

fread函数用于从文件中读取数据。

函数原型：

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

参数说明：

  • ptr：指向存储读取数据的缓冲区。
  • size：每个元素的大小（以字节为单位）。
  • nmemb：要读取的元素数量。
  • stream：文件指针，指向要读取的文件。

返回值：

  • 成功时，返回实际读取的元素数量。
  • 失败时，返回0。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    FILE *file;
    char buffer[100];
    size_t bytesRead;

    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
   
        printf("无法打开文件。\n");
        return 1;
    }

    bytesRead = fread(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer) - 1, file);
    if (bytesRead > 0) {
   
        buffer[bytesRead] = '\0'; // 添加字符串结束符
        printf("读取的数据: %s\n", buffer);
    } else {
   
        printf("读取文件失败。\n");
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

输出（假设example.txt包含文本“Hello, world!”）：

读取的数据: Hello, world!

2.4 fwrite函数

fwrite函数用于将数据写入文件。

函数原型：

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

参数说明：

  • ptr：指向要写入数据的缓冲区。
  • size：每个元素的大小（以字节为单位）。
  • nmemb：要写入的元素数量。
  • stream：文件指针，指向要写入的文件。

返回值：

  • 成功时，返回实际写入的元素数量。
  • 失败时，返回0。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    FILE *file;
    const char *data = "Hello, file!";

    file = fopen("example.txt", "w");
    if (file == NULL) {
   
        printf("无法打开文件。\n");
        return 1;
    }

    size_t bytesWritten = fwrite(data, sizeof(char), sizeof(data), file);
    if (bytesWritten == sizeof(data)) {
   
        printf("数据写入成功。\n");
    } else {
   
        printf("数据写入失败。\n");
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

输出：

数据写入成功。

2.5 fprintf函数

fprintf函数用于将格式化的数据写入文件。

函数原型：

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);

参数说明：

  • stream：文件指针，指向要写入的文件。
  • format：格式控制字符串，包括普通字符和格式说明符。
  • ...：可变参数，根据格式控制字符串的说明符确定。

返回值：

  • 成功时，返回输出字符的总数。
  • 失败时，返回负值。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    FILE *file;
    int num = 42;
    float pi = 3.14;
    char str[] = "Hello, file!";

    file = fopen("example.txt", "w");
    if (file == NULL) {
   
        printf("无法打开文件。\n");
        return 1;
    }

    int count = fprintf(file, "整数: %d\n浮点数: %.2f\n字符串: %s\n", num, pi, str);
    if (count > 0) {
   
        printf("数据写入成功，共写入了%d个字符。\n", count);
    } else {
   
        printf("数据写入失败。\n");
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

输出：

数据写入成功，共写入了34个字符。

2.6 fscanf函数

fscanf函数用于从文件中读取格式化的数据。

函数原型：

int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);

参数说明：

  • stream：文件指针，指向要读取的文件。
  • format：格式控制字符串，包括普通字符和格式说明符。
  • ...：可变参数，根据格式控制字符串的说明符确定，必须是变量的地址（使用&符号）。

返回值：

  • 成功时，返回成功读取的格式化输入项的数量。
  • 失败时，返回EOF。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    FILE *file;
    int num;
    float pi;
    char str[100];

    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
   
        printf("无法打开文件。\n");
        return 1;
    }

    int count = fscanf(file, "整数: %d\n浮点数: %f\n字符串: %s\n", &num, &pi, str);
    if (count == 3) {
   
        printf("数据读取成功。\n");
        printf("整数: %d\n浮点数: %.2f\n字符串: %s\n", num, pi, str);
    } else {
   
        printf("数据读取失败。\n");
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

输出（假设example.txt包含相应格式的数据）：

数据读取成功。
整数: 42
浮点数: 3.14
字符串: Hello, file!

2.7 fgets函数

fgets函数用于从文件中读取一行数据。

函数原型：

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

参数说明：

  • str：指向存储读取数据的缓冲区。
  • n：读取的最大字符数，包括结束符。
  • stream：文件指针，指向要读取的文件。

返回值：

  • 成功时，返回str指针。
  • 失败时，返回NULL。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    FILE *file;
    char buffer[100];

    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
   
        printf("无法打开文件。\n");
        return 1;
    }

    if (fgets(buffer, sizeof(buffer), file) != NULL) {
   
        printf("读取的一行数据: %s\n", buffer);
    } else {
   
        printf("读取文件失败。\n");
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

输出（假设example.txt包含文本“Hello, file!”）：

读取的一行数据: Hello, file!

2.8 fputs函数

fputs函数用于将字符串写入文件。

函数原型：

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

参数说明：

  • str：指向要写入的字符串。
  • stream：文件指针，指向要写入的文件。

返回值：

  • 成功时，返回非负值。
  • 失败时，返回EOF。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
   
    FILE *file;
    const char *data = "Hello, file!";

    file = fopen("example.txt", "w");
    if (file == NULL) {
   
        printf("无法打开文件。\n");
        return 1;
    }

    if (fputs(data, file) != EOF) {
   
        printf("字符串写入成功。\n");
    } else {
   
        printf("字符串写入失败。\n");
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

输出：

字符串写入成功。

3. 结论

以上是C语言中常用的输入/输出函数的详细说明，包括它们的函数原型、参数说明、返回值说明以及示例代码。这些函数是进行输入/输出操作的基础，掌握它们是编写C程序的关键。通过这些示例代码，你可以更好地理解每个函数的使用方法，并在实际编程中灵活运用。

4. 结束语

  1. 本节内容已经全部介绍完毕，希望通过这篇文章，大家对C语言中常用的输入/输出函数有了更深入的理解和认识。
  2. 感谢各位的阅读和支持，如果觉得这篇文章对你有帮助，请不要吝惜你的点赞和评论，这对我们非常重要。再次感谢大家的关注和支持！
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