【c语言】简单的算术操作符、输入输出函数

简介: 本文介绍了C语言中的算术操作符、赋值操作符、单目操作符以及输入输出函数 `printf` 和 `scanf` 的基本用法。算术操作符包括加、减、乘、除和求余,其中除法和求余运算有特殊规则。赋值操作符用于给变量赋值,并支持复合赋值。单目操作符包括自增自减、正负号和强制类型转换。输入输出函数 `printf` 和 `scanf` 用于格式化输入和输出,支持多种占位符和格式控制。通过示例代码详细解释了这些操作符和函数的使用方法。

一、算数操作符

       一个完整、有效程序的运行,是离不开各种计算的。c语言提供了诸多的算数操作符,以便我们能够合理使用各种计算实现程序。接下来将介绍几个比较常用的算数操作符。


1. +、-、*、/

       这四种操作符就是我们生活中最常用的加、减、乘、除。不过有些运算方式和实际生活中有所区别,让我们开始探讨。


1.1 + 加

+在c语言有两个操作数,操作数可以是变量或者常量。例如:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a=3;
    int b=5;
    printf("%d\n",a+b);
    printf("%d\n",a+1);
    return 0;
}

程序的运行结果是8和4。这说明得到两个数相加的结果。


1.2 - 减

       -也有两个操作数,运算得到两个数相减的结果。像这样有两个操作数的操作符,我们将其统称为双目操作符


1.3 * 乘

       *和+、-一样,也是双目操作符,得出两个数的积。


1.4 / 除

       /表示除法,也是双目操作符,但是它的计算方式略有不同。如果说两个操作数均为整形,则得到的结果也为整形(实际可能算出小数,结果向下取整)。


让我们写一个程序验证:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 7;
    int b = 2;
    float c = 0;
    c = a / b;
    printf("%f", c);
    return 0;
}

运行结果如下:



可以看出,即便将结果赋值给一个浮点型变量,其值也是3.0。其原因就是整除运算只能得到整数,会自动丢弃小数部分


       如果想要得到小数该怎么办?其实很简单,如果其中一个操作数是属于浮点数类型,计算结果就是一个小数。

#include <stdio.h>
int main()
{
 float x = 7.0/2; 
 printf("%f\n", x); 
 return 0;
}

得到的结果为3.5。


      注意:如果两个操作数为整形,想要让一个较小的数当作被除数,则运行结果是0。


2. % 求余运算符

       %操作符表示求余运算,有两个操作数,结果是它们相除后得到的余数。注意:这个操作符的操作数只能是整形,不可使用浮点型


示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 4;
    int b = 2;
    int c = 5;
    int d = 3;
    printf("%d\n", a % b);
    printf("%d\n", c % d);
    return 0;
}

结果为:



如果求余运算的操作数为负数,则结果的符号与第一个操作数一致。


3. = 赋值操作符

       与数学不同,c语言当中的=并非相等(==才表示相等),而是赋值操作符,作用是给一个变量赋予一个值。在创建变量后,为了保持良好的代码风格,我们一般会同时给其赋初值。

int a = 0;
a = 100;

当然,也可以给变量连续赋值。例如:

int a = 0;
int b = 0;
a = b = 100;//a和b的值都被赋成100

       了解了这些操作符之后,我们再来学习一些复合赋值操作符。

比如进行如下操作:

int a = 0;
a = a + 2;

这个代码的作用是将a自加2。这样写有些许麻烦,我们可以使用复合赋值操作符:

int a = 0;
a += 2;

以上两段代码的含义是完全相同的。以此类推,就引申出各种复合赋值操作符:-=  *=  /=  %= 。


4. 单目操作符

       所谓单目操作符,就是只有一个操作数的操作符。这里我们将介绍四种简单的单目操作符。


4.1 ++和--

       ++/--是一种实现自增1/自减1的运算符,与一个变量或表达式结合即可。不过++/--结合的位置有两种:前置和后置,这两种将导致它自增/自减的时机不同。


4.1.1 前置


先看一段代码:

int a = 10;
int b = ++a;//++的操作数是a,是放在a的前⾯的,就是前置++
printf("a=%d b=%d\n",a,b);

这段代码的输出结果:



这就是前置++的效果:首先定义a的值是10,之后先将a自增1,a此时的值是11,之后将a的值赋值给b,b的值就是11。


       前置--的效果也是一样的,先对a进行自减运算,然后进行其他操作。


       这样我们就得出一个结论:前置++/--:先自增/自减,后使用


4.1.2 后置

int a = 10;
int b = a++;//++的操作数是a,是放在a的后⾯的,就是后置++
printf("a=%d b=%d\n",a,b);

运行结果:



程序将a先赋值给b,b的值就是10,之后a再进行自增操作,就变成了11。


       后置--的时机也是这样的,先操作再自减。


       所以对于后置++/--:先使用,后自增/自减


4.2 +(正)和-(负)

       这里的+和-不是进行加法和减法运算,而是表示正负号。通常正号省略。负号写在变量或常量前,取其相反数。


4.3 强制类型转换

       首先介绍一下它的使用方法:在需要强制类型转换的部分前面加上(类型)即可。举例:

int main()
{
    int a = (int)3.14;
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

此时输出的a的值就是3。因为3.14是一个浮点型数据,无法直接存入一个整形变量当中,此时将3.14强制类型转换为整形,再赋值给a,a就能接收它的整数部分。


       不过俗话说得好,强扭的瓜不甜。当我们写代码时,不到万不得已,不使用强制类型转换是最好的。


二、输入输出函数

       c语言中,最常用的输入输出函数是scanf和printf。

1. printf

1.1 函数功能和使用方法

       printf可以看成 print format,就是将数据格式化地打印在屏幕上。使用时需要包含头文件stdio.h。


示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("Hello World");
    return 0;
}

此时屏幕上就会出现Hello World。


       此时光标会停留在'd'的后面。如果你想要换行,则在最后加一个\n即可。


1.2 占位符

       如果你想要打印其他类型的数据,则需要使用到c语言的占位符。所谓“占位符”,就是在此位置进行占位,输出其他的东西。例如:

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("number is %d", 5);
    return 0;
}

这其中的 %d 就是占位符。它代表以整形输出数据。此数据在双引号之后写入第二个参数,用逗号分隔,此常量或者变量就代替 %d。如果有多个占位符,则继续使用逗号分隔即可。注意:占位符和函数参数的关系是:占位符数+1=函数参数,如果函数参数少了,则会在相应的展位符处输出随机值


       所以,占位符是有固定格式的。c语言中的占位符必须以%开头,后边是特定的字母或字符。以下是一些常见占位符及其表示的数据类型:


• %a :十六进制浮点数,字母输出为小写。

• %A :十六进制浮点数,字母输出为大写。

• %c :字符。

• %d :十进制整数。

• %e :使用科学计数法的浮点数,指数部分的 e 为小写。

• %E :使用科学计数法的浮点数,指数部分的 E 为大写。

• %i :整数,基本等同于 %d 。

• %f :小数(%f 为  float 类型,%lf 为  double 类型)。

• %g :6个有效数字的浮点数。整数部分⼀旦超过6位,就会自动转为科学计数法,指数部分的 e

为小写。

• %G :等同于 %g ,唯⼀的区别是指数部分的 E 为大写。

• %hd :十进制 short int 类型。

• %ho :八进制 short int 类型。

• %hx :十六进制 short int 类型。

• %hu :unsigned short int 类型。

• %ld :十进制 long int 类型。

• %lo :八进制 long int 类型。

• %lx :十六进制 long int 类型。

• %lu :unsigned long int 类型。

• %lld :十进制 long long int 类型。

• %llo :八进制 long long int 类型。

• %llx :十六进制 long long int 类型。

• %llu :unsigned long long int 类型。

• %Le :科学计数法表示的 long double 类型浮点数。

• %Lf :long double 类型浮点数。

• %n :已输出的字符串数量。该占位符本身不输出,只将值存储在指定变量之中。

• %o :八进制整数。

• %p :指针(用来打印地址)。

• %s :字符串。

• %u :无符号整数。

• %x :十六进制整数。

• %zd : size_t 类型。

• %% :输出一个百分号。

接下来是占位符的其他操作。

1.2.1 限定输出宽度

例如:

#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%5d\n",123);
 return 0;
}

在%后写一个数字,表示限定输出的最小宽度。上述代码的运行结果为:(空格)(空格)123。也就是说输出的最小宽度为5位,不够的补齐空格。如果想要在右边补齐,则写成“%-5d”即可。


1.2.2 输出数值的正负号

       如果你想将一个数值总是带着正号或负号输出,可以在%后写一个+号,这样输出的正数就会带有+号。


1.2.3 限定小数位数

       在输出小数时(例如%f和%lf),会自动输出小数点后六位。如果你想要控制小数点后输出的位数,则可以在%后加一个小数点和数字,就可以确定其输出的小数位数。如:“%.2f”,输出到是小数点后两位。当然,这种写法就可以和限定宽度一起使用,如“%6.2f”。


限定宽度和限定小数位数也可以使用以下写法:

#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%*.*f", 6,2,0.5);
 return 0;
}

相当于“%6.2f”。


1.2.4 输出字符串的一部分

       与限定小数位数的用法相同,c语言可以输出字符串的前n个字符。使用“%.5s”可以输出字符串的前五个字符。


2.scanf

2.1 函数功能和使用方法

       当我们需要在运行时使用键盘输入的方式给变量赋值时,就可以使用scanf函数。scanf函数的使用规范和printf基本相同。例如:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int n = 0;
    scanf("%d",&n);
    printf("%d",n);
    return 0;
}

从键盘输入一个数字赋值给n。当程序运行到scanf所在的行时,将不会继续运行,而是等待用户输入数据,直到用户输入回车键时,就算运行完成,程序就会继续往下走。这里要注意:在输入时,n前有一个'&'符号(只有指针变量不需要,如%s输入字符串时),这个符号叫做取地址操作符,表示输入时从变量n的地址处开始写入,也就是说这个符号是必要的


       当然,它也可以一次输入多个变量的数据。例如:


scanf("%d %d %f %f",&a,&b,&c,&d);

在这种情况下,用户输入的数据可以用空格或者回车符当作分隔,知道四个数据输入结束,按下回车键,程序就会继续运行。如果想要改变输入时分隔的字符,将代码作如下修改:


scanf("%d,%d,%f,%f",&a,&b,&c,&d);

这样,用户就需要输入逗号作为分隔。


      scanf处理用户输入的原理是:用户的输入先放入缓存,等到按下回车键后,按照占位符对缓存进行解读。解读用户输⼊时,会从上一次解读遗留的第一个字符开始,直到读完缓存,或者遇到第一个不符合条件的字符为止。例如要输入一个整数,而用户输入了一个浮点数3.14,则它只会读取数字3。


2.2 scanf函数的返回值

       scanf函数的返回值是一个整数,表示成功被函数读到的变量个数。


       如果没有读取到任何一个变量,则返回0。


       如果发生读取错误或者读取到文件结尾,则会返回一个EOF(文件结束标志)。


我们可以使用scanf函数的返回值来确定是否正确输入。


接下来,我们实现一下输出scanf函数返回值。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    float c = 0;
    int m = scanf("%d %d %f", &a, &b, &c);
    printf("%d\n", m);
    return 0;
}

运行结果如下:



这说明成功输入了这三个数据。

2.3 占位符

scanf函数的占位符和printf基本一致。


• %c :字符。

• %d :整数。

• %f : float 类型浮点数。

• %lf : double 类型浮点数。

• %Lf :  long double 类型浮点数。

• %s :字符串。

• %[] :在方括号中指定一组匹配的字符(比如 %[0-9] ),遇到不在集合之中的字符,匹配将会

停止。

       上面所有占位符中,除了 %c 以外,都会自动忽略起首的空白字符(如空格、回车、制表符)。而%c遇到空格或回车等空白字符会直接读取。

小技巧:如果要强制跳过字符前的空白字符,可以写成 scanf(" %c", &ch) ,即 %c 前加上一个空格,表示跳过零个或多个空白字符。

接下来我们阅读以下代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int year = 0;
    int month = 0;
    int day = 0;
    printf("请输入日期:");
    scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day);
    printf("日期为:%d-%d-%d", year, month, day);
}

以上代码中,如果用户输入2024-4-20,那么程序就会正确地读取数据并且赋值给三个变量。但是,如果用户输入2024.4.20,程序就不会正确读取。是否有解决方法,能让用户在三个数据之间输入任意字符?让我们进行如下操作:

int main()
{
    int year = 0;
    int month = 0;
    int day = 0;
    printf("请输入日期:");
    scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day);
    printf("日期为:%d-%d-%d", year, month, day);
}

此时的scanf函数当中,使用“%*c”代替了“-”,这就使用了赋值忽略符 * 。该字符可以使得函数忽略输入的字符,解析此字符之后就会自动丢弃。这就使用户的输入具有更高的容错率。


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