15-使用scanf()

4.4.5　使用 scanf()

刚学完输出，接下来我们转至输入——学习 scanf() 函数。C库包含了多个输入函数， scanf() 是最通用的一个，因为它可以读取不同格式的数据。当然，从键盘输入的都是文本，因为键盘只能生成文本字符：字母、数字和标点符号。如果要输入整数 2014 ，就要键入字符 2 、 0 、 1 、 4 。如果要将其存储为数值而不是字符串，程序就必须把字符依次转换成数值，这就是 scanf() 要做的。 scanf() 把输入的字符串转换成整数、浮点数、字符或字符串，而 printf() 正好与它相反，把整数、浮点数、字符和字符串转换成显示在屏幕上的文本。

scanf() 和 printf() 类似，也使用格式字符串和参数列表。 scanf() 中的格式字符串表明字符输入流的目标数据类型。两个函数主要的区别在参数列表中。 printf() 函数使用变量、常量和表达式，而 scanf() 函数使用指向变量的指针。这里，读者不必了解如何使用指针，只需记住以下两条简单的规则：

• 如果用 scanf() 读取基本变量类型的值，在变量名前加上一个 & ；
• 如果用 scanf() 把字符串读入字符数组中，不要使用 & 。

程序清单4.15中的小程序演示了这两条规则。

程序清单4.15　 input.c 程序

// input.c -- 何时使用&
#include <stdio.h>
int main(void)
{
     int age;             // 变量
     float assets;        // 变量
     char pet[30];        // 字符数组，用于存储字符串
     printf("Enter your age, assets, and favorite pet.\n");
     scanf("%d %f", &age, &assets);   // 这里要使用&
     scanf("%s", pet);                // 字符数组不使用&
     printf("%d $%.2f %s\n", age, assets, pet);
     return 0;
}

下面是该程序与用户交互的示例：

Enter your age, assets, and favorite pet.
38
92360.88 llama
38 $92360.88 llama

scanf() 函数使用空白（换行符、制表符和空格）把输入分成多个字段。在依次把转换说明和字段匹配时跳过空白。注意，上面示例的输入项（粗体部分是用户的输入）分成了两行。只要在每个输入项之间输入至少一个换行符、空格或制表符即可，可以在一行或多行输入：

Enter your age, assets, and favorite pet.
 42
     2121.45
     guppy
42 $2121.45 guppy

唯一例外的是 %c 转换说明。根据 %c ， scanf() 会读取每个字符，包括空白。我们稍后详述这部分。

scanf() 函数所用的转换说明与 printf() 函数几乎相同。主要的区别是，对于 float 类型和 double 类型， printf() 都使用 %f 、 %e 、 %E 、 %g 和 %G 转换说明。而 scanf() 只把它们用于 float 类型，对于 double 类型要使用 l 修饰符。表 4.6 列出了 C99 标准中常用的转换说明。

表4.6　ANSI C中 `scanf()` 的转换说明

| 转换说明 | 含义 | | :----- | :----- | :----- | :----- | | %c | 把输入解释成字符 | | %d | 把输入解释成有符号十进制整数 | | %e 、 %f 、 %g 、 %a | 把输入解释成浮点数（C99标准新增了 %a ） | | %E 、 %F 、 %G 、 %A | 把输入解释成浮点数（C99标准新增了 %A ） | | %i | 把输入解释成有符号十进制整数 | | %o | 把输入解释成有符号八进制整数 | | %p | 把输入解释成指针（地址） | | %s | 把输入解释成字符串。从第1个非空白字符开始，到下一个空白字符之前的所有字符都是输入 | | %u | 把输入解释成无符号十进制整数 | | %x 、 %X | 把输入解释成有符号十六进制整数 |

可以在表4.6所列的转换说明中（百分号和转换字符之间）使用修饰符。如果要使用多个修饰符，必须按表4.7所列的顺序书写。

表4.7　 `scanf()` 转换说明中的修饰符

| 转换说明 | 含义 | | :----- | :----- | :----- | :----- | | | 抑制赋值（详见后面解释） | 示例： "% d" | | 数字 | 最大字段宽度。输入达到最大字段宽度处，或第 1 次遇到空白字符时停止 | 示例： "%10s" | | hh | 把整数作为 signed char 或 unsigned char 类型读取 | 示例： "%hhd" 、 "%hhu" | | ll | 把整数作为 long long 或 unsigned long long 类型读取（ C99 ） | 示例： "%lld" 、 "%llu" | | h 、 l 或 L | "%hd" 和 "%hi" 表明把对应的值存储为 short int 类型 | "%ho" 、 "%hx" 和 "%hu" 表明把对应的值存储为 unsigned short int 类型 | "%ld" 和 "%li" 表明把对应的值存储为 long 类型 | "%lo" 、 "%lx" 和 "%lu" 表明把对应的值存储为 unsigned long 类型 | "%le" 、 "%lf" 和 "%lg" 表明把对应的值存储为 double 类型 | 在 e 、 f 和 g 前面使用 L 而不是 l ，表明把对应的值被存储为 long double 类型。如果没有修饰符， d 、 i 、 o 和 x 表明对应的值被存储为 int 类型， f 和 g 表明把对应的值存储为 float 类型 | | j | 在整型转换说明后面时，表明使用 intmax_t 或 uintmax_t 类型（C99） | 示例： "%jd" 、 "%ju" | | z | 在整型转换说明后面时，表明使用 sizeof 的返回类型（C99） | 示例： "%zd" 、 "%zo" | | t | 在整型转换说明后面时，表明使用表示两个指针差值的类型（C99） | 示例： "%td" 、 "%tx" |

如你所见，使用转换说明比较复杂，而且这些表中还省略了一些特性。省略的主要特性是，从高度格式化源中读取选定数据，如穿孔卡或其他数据记录。因为在本书中， scanf() 主要作为与程序交互的便利工具，所以我们不在书中讨论更复杂的特性。

1．从 scanf() 角度看输入

接下来，我们更详细地研究 scanf() 怎样读取输入。假设 scanf() 根据一个 %d 转换说明读取一个整数。 scanf() 函数每次读取一个字符，跳过所有的空白字符，直至遇到第 1 个非空白字符才开始读取。因为要读取整数，所以 scanf() 希望发现一个数字字符或者一个符号（ + 或 - ）。如果找到一个数字或符号，它便保存该字符，并读取下一个字符。如果下一个字符是数字，它便保存该数字并读取下一个字符。 scanf() 不断地读取和保存字符，直至遇到非数字字符。如果遇到一个非数字字符，它便认为读到了整数的末尾。然后， scanf() 把非数字字符放回输入。这意味着程序在下一次读取输入时，首先读到的是上一次读取丢弃的非数字字符。最后， scanf() 计算已读取数字（可能还有符号）相应的数值，并将计算后的值放入指定的变量中。

如果使用字段宽度， scanf() 会在字段结尾或第 1 个空白字符处停止读取（满足两个条件之一便停止）。

如果第 1 个非空白字符是 A 而不是数字，会发生什么情况？ scanf() 将停在那里，并把 A 放回输入中，不会把值赋给指定变量。程序在下一次读取输入时，首先读到的字符是 A 。如果程序只使用 %d 转换说明， scanf() 就一直无法越过 A 读下一个字符。另外，如果使用带多个转换说明的 scanf() ，C规定在第 1 个出错处停止读取输入。

用其他数值匹配的转换说明读取输入和用 %d 的情况相同。区别在于 scanf() 会把更多字符识别成数字的一部分。例如， %x 转换说明要求 scanf() 识别十六进制数 a ～ f 和 A ～ F 。浮点转换说明要求 scanf() 识别小数点、 e 记数法（指数记数法）和新增的 p 记数法（十六进制指数记数法）。

如果使用 %s 转换说明， scanf() 会读取除空白以外的所有字符。 scanf() 跳过空白开始读取第 1 个非空白字符，并保存非空白字符直到再次遇到空白。这意味着 scanf() 根据 %s 转换说明读取一个单词，即不包含空白字符的字符串。如果使用字段宽度， scanf() 在字段末尾或第 1 个空白字符处停止读取。无法利用字段宽度让只有一个 %s 的 scanf() 读取多个单词。最后要注意一点：当 scanf() 把字符串放进指定数组中时，它会在字符序列的末尾加上 '\0' ，让数组中的内容成为一个C字符串。

实际上，在C语言中 scanf() 并不是最常用的输入函数。这里重点介绍它是因为它能读取不同类型的数据。C语言还有其他的输入函数，如 getchar() 和 fgets() 。这两个函数更适合处理一些特殊情况，如读取单个字符或包含空格的字符串。我们将在第 7 章、第 11 章、第 13 章中讨论这些函数。目前，无论程序中需要读取整数、小数、字符还是字符串，都可以使用 scanf() 函数。

2．格式字符串中的普通字符

scanf() 函数允许把普通字符放在格式字符串中。除空格字符外的普通字符必须与输入字符串严格匹配。例如，假设在两个转换说明中添加一个逗号：

scanf("%d,%d", &n, &m);

scanf() 函数将其解释成：用户将输入一个数字、一个逗号，然后再输入一个数字。也就是说，用户必须像下面这样进行输入两个整数：

88,121

由于格式字符串中， %d 后面紧跟逗号，所以必须在输入 88 后再输入一个逗号。但是，由于 scanf() 会跳过整数前面的空白，所以下面两种输入方式都可以：

88, 121

和

88,
121

格式字符串中的空白意味着跳过下一个输入项前面的所有空白。例如，对于下面的语句：

scanf("%d ,%d", &n, &m);

以下的输入格式都没问题：

88,121
88 ,121
88 , 121

请注意，“所有空白”的概念包括没有空格的特殊情况。

除了 %c ，其他转换说明都会自动跳过待输入值前面所有的空白。因此， scanf("%d%d", &n, &m) 与 scanf("%d %d", &n, &m) 的行为相同。对于 %c ，在格式字符串中添加一个空格字符会有所不同。例如，如果在格式字符串中把空格放到 %c 的前面， scanf() 便会跳过空格，从第 1 个非空白字符开始读取。也就是说， scanf("%c", &ch) 从输入中的第 1 个字符开始读取，而 scanf(" %c", &ch) 则从第 1 个非空白字符开始读取。

3． scanf() 的返回值

scanf() 函数返回成功读取的项数。如果没有读取任何项，且需要读取一个数字而用户却输入一个非数值字符串， scanf() 便返回 0 。当 scanf() 检测到“文件结尾”时，会返回 EOF （ EOF 是 stdio.h 中定义的特殊值，通常用 #define 指令把 EOF 定义为 -1 ）。我们将在第 6 章中讨论文件结尾的相关内容以及如何利用 scanf() 的返回值。在读者学会 if 语句和 while 语句后，便可使用 scanf() 的返回值来检测和处理不匹配的输入。