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2.2.1格式输入和格式输出函数

 

C语言库函数提供了针对标准设备的格式输入函数scanf和格式输出函数printf。下面详细介绍这两个函数的用法。

　　１．printf函数

printf函数是格式化输出函数，用于向标准输出设备（通常指定为屏幕）按规定格式输出数据。printf函数的调用格式为:

printf(格式化字符串, 输出表列)；

其中格式化字符串包括两部分内容:普通字符与转义字符将按原样输出到屏幕；另一部分是“输出格式说明”，以"%"开始，后跟一个或几个格式字符，用来指定输出数据的格式。

输出表列是若干个需要输出的数据项，称为函数的参数，可以是常量、变量或表达式。各参数之间用“,”分开。输出数据项与前面的“输出格式说明”必须由左至右一一对应，一个“输出格式说明”对应一个输出数据项。例如有如下程序段：

int i=1, j=255；

printf("i=%d,j=%x\n",  i,  j )；

 

　　　　　   格式化字符串　输出表列

上述程序段运行后结果如下：

i=1,j=ff

此处格式化字符串中的普通字符 'i'、'='、','、'j'、'=' 以及转义字符'\n'（回车换行）均原样输出到屏幕，数据项的输出格式分析如图2.4：

输出格式说明%d与i 对应，它规定i以十进制整数输出

 

printf("i=%d，j=%x\n", i,  j )；

%x与j对应，它规定j以无符号十六进制数输出

 

                        　　图2.4  printf函数的输出格式说明与输出项的对应关系

    ２．调用printf函数时应注意：

（１）格式化字符串中，格式说明与输出项从左到右的数据类型必须一一匹配，否则将输出错误结果。例如执行语句printf("%d,%d\n", 123, 123.456)；第一项123可以正确输出，第二项将输出错误结果。这是因为第二个格式说明"%d"要求与之对应的输出项是整型数据，但此时输出项是实型数据与之不匹配，产生输出错误；

（２）在格式化字串中，格式说明与输出项的个数必须相同。如果格式说明的个数少于输出项的个数，多余的输出项不予输出。如果格式说明的个数多于输出项的个数，则对于多余的格式将输出不确定值；

（３）printf在调用结束后将返回一个函数值，其值等于输出数据项的个数。

３． printf函数的输出格式说明

每个格式说明都必须用 "%"开头，以一个格式字符作为结束，在此之间根据需要可以插入“宽度说明”、左对齐符号“-”、长度修饰符“l”和“L”等。

（１）格式字符

格式字符用于规定输出不同的数据类型，格式字符和它们的作用如表 2.6所示。

表2.6    Turbo C 2.0 提供的输出格式字符及其作用

格式字符	作     　　　　　　  用
d或i	输出十进制有符号整数（正数不输出符号“+”）
u	输出十进制无符号整数
o	无符号整数以八进制整数输出(输出时不带前导0)
x或X	无符号整数以十六进制整数输出(输出时不带前导0x或0X)。x用于输出abcdef，X用于输出ABCDEF
c	以字符形式输出单个字符
s	输出字符串直至字符串结束标志'\0'为止，'\0'不输出
f	以小数形式输出实型数据，系统默认整数部分全部输出，小数部分输出６位小数, 超长小数部分自动四舍五入
e或E	以指数形式输出实型数据，系统默认输出1位整数和5位小数，超长部分自动四舍五入，输出格式为：[-]m.ddddde±dd，其中:m为1～9,d为0～9
g或G	由系统来选择%f或%e输出格式，输出6位有效数字，不输出小数尾部的0
p	输出变量的内存地址
%	输出一个%号

（２）长度修饰符

长度修饰符加在%和格式字符之间，对于长整型数一定要加l。例如%ld表示输出一个十进制长整型数据项。长度修饰符及其作用见表2.7

 

表2.7    Turbo C 2.0 提供的长度修饰符及其作用

长度修饰符	作   　　　　    用
F	数据项是far指针时使用
N	数据项是near指针时使用
l	格式字符是d,i,o,u,x,X时,用于输出长整型数据(long int)
L	格式字符是e,E,f,g,G时,用于输出长双精度实型数据（long double）

从上表可知：双精度实型数据的输出不必用%lf，只要用%f即可。但长双精度实型数据的输出必须加长度修饰符L。例如%Lf、%Le等。

（３）输出数据所占的宽度

输出数据的宽度，可以使用系统默认宽度，也可以指定输出数据的宽度，主要有以下几种方式：

①     系统默认宽度

%格式字符(例如%d、%c、%u、%f...)，输出数据所占的宽度由系统决定 (通常取数据本身的宽度，不加空格)。

下面的m、n表示非负整数，m是输出数据的宽度，n是输出数据小数部分的宽度。

②     整型数据的输出宽度

%md、%mu、%mo、%mx， 按m宽度输出数据，不足m个位数，左补空格（数据右对齐）。输出宽度m前加一个负号“-”则右补空格（数据左对齐）。当数据的实际宽度超过m位时按实际长度输出。表2.8例举了各类不同整型数据的输出，输出格式化字串中的“***”以原样输出，仅作坐标参照。

表2.8　　例举整型数据的输出。

输出语句	输出结果	说　　明
printf("%d\n",12345)；	12345	以数据十进制的自身宽度5输出
printf("%10d***\n",12345)；	12345***	以宽度10输出，左补5个空格
printf("%-10d***\n",12345)；	12345     ***	以宽度10输出，右补5个空格
printf("%10d***\n",-12345)；	-12345***	以宽度10输出，左补4个空格
printf("%3d\n",12345)；	12345	以数据自身的宽度5输出
printf("%ld\n",1234567890)；	1234567890	以数据自身的宽度10输出长整型
printf("%d\n",1234567890)；	722	长整型数据,未加长度修饰符l,输出错误
printf("%u\n",12345)；	12345	以无符号十进制方式输出
printf("%x\n",15915)；	3e2b	以数据十六进制的自身宽度4输出
printf("%10X*****\n",15915)；	3E2B*****	以数据的十六进制输出,左补6个空格
printf("%-15lo***\n",123456789)；	726746425      ***	以长整型数据的八进制输出,输出宽度为15,数据自身宽度为9右补6个空格

③ 实型数据的输出宽度

%m.nf、%m.ne、%m.ng，数据输出的总宽占m列，其中小数部分占n列，若数据自身宽度小于m列，则左补空格。有关小数据部分输出格式的规定如下： 当输出数据的小数位多于指定的小数宽度n时，截去右边多余的小数，并对截去的第一位小数做四舍五入处理；当输出数据的小数位少于指定的小数宽度n时，在小数的最右边补0。当输出数据的宽度大于指定的总宽度m时，小数部分仍按上述规则处理，整数部分原样输出。在输出宽度m前加一个负号“-”， 若数据自身宽度小于m列，则右补空格。

应该注意并非所有输出的数字均是有效数字，单精度（float）７～８位有效，双精度(double)１５～１６位有效，长双精度(long double)１９～２０位有效。格式说明中规定的数据宽度m和小数位宽度n再大也不能改变数据的存储精度，所输出的多余位的数字是无意义的。假设已有如下定义变量语句，

float f=12345.678；

double d=12345.6789056789；

long double ld=12345.6789056789e600l；

表2.9举例说明了使用printf函数输出上述变量f，d，ld各类实型数据的输出。

表2.9　　例举实型数据的输出（变量f，d，ld在上面已经定义）

输出语句	输出结果	说　　明
printf("%f\n",f)；	12345.677734	以系统默认宽度输出单精度实数,整数部分原样输出,并输出6位小数,超出精度范围的数字无意义
printf("%f\n",d)；	12345.678906	以系统默认宽度输出双精度实数,整数部分原样输出,并输出6位小数,小数后第7位四舍五入
printf("%10.2f\n",f)；	12345.68	输出宽度为10,其中整数部分原样输出,小数位占2位, 小数后第3位四舍五入,左补2个空格
printf("%-10.2f***\n",f)；	12345.68  ***	输出宽度为10,其中整数部分原样输出,小数位占2位, 小数后第3位四舍五入,右补2个空格
printf("%10.0f\n",f)；	12346	不输出小位
printf("%10.5f\n",1.23)；	1.23000	输出宽度为10,其中整数部分原样输出,小数位占5位, 小数后右补3个0
printf("%e\n",d)；	1.23457e+04	以指数形式输出双精度实型数据，系统默认输出1位整数和5位小数，超长部分自动四舍五入
printf("%g\n",d)；	12345.7	由系统来选择%f或%e输出格式，输出6位有效数字
printf("%Le\n",ld)；	1.23457e+604	以指数形式输出长双精度实型数据，系统默认输出1位整数和5位小数，超长部分自动四舍五入

④字符串的输出宽度

%ms 输出宽度占m列，若字符串宽度小于m列，左补空格，若字符串宽度大于m列则原样输出字串。

%m.ns 输出宽度占m列，但只取字符串的左端n个字符，n小于m，左补空格。

在输出宽度m前加一个负号“-”，若字符串宽度小于m列，则右补空格。

表2.10举例说明字符串型数据的输出。

　　　　　　　　表2.10　　例举字符串型数据的输出。

输出语句	输出结果	说　　明
printf("%s\n","Hello!") ；	Hello!	以字串实际宽度输出
printf("%10s\n","Hello!")；	Hello!	输出宽度为10，字串为6个字符，左补4个空格
printf("%-10s***\n","Hello!")；	Hello!    ***	输出宽度为10，字串为6个字符，右补4个空格
printf("%10.3s\n","Hello!")；	Hel	输出宽度为10，取左边三个字串"Hel"输出，左补7个空格
printf("%-10.3s***\n","Hello!")；	Hel       ***	输出宽度为10，取左边三个字串"Hel"输出，右补7个空格

⑤ 字符数据的输出宽度

%mc输出宽度占m列，左补m-1个空格。在输出宽度m前加一个负号“-”，则右补m-1个空格。表2.11举例说明字符型数据的输出。

　　　　　　　　表2.11　　例举字符型数据的输出。

输出语句	输出结果	说　　明
printf("%c\n",'A' )；	A	输出宽度为1
printf("%5c\n",'A' )；	A	输出宽度为5，左补4个空格
printf("%-5c***\n",'A' )；	A    ***	输出宽度为5，右补4个空格

（４）在输出的数字前加“+”号

使用%+格式字符（如%+d、%+f等），可在输出的数字前加“+”号。例如

printf("%+d, %+d, %+10.2f", 123, -456, 12345.678)；

运行结果:

+123, -456, +12345.68

（５）在输出数据前加前导0

在指定输出宽度的同时，在数据前面的多余空格处填以数字0。例如

printf("%010d,%010.2f\n",-123,12345.678)；

运行结果:

-000000123,0012345.68

（６）对输出的八进制数加前导0，对输出的十六进制数加前导0x

要在输出的八进制数加前导0，在输出的十六进制数加前导0x，可在%号和格式字符

o和x之间插入一个#号。例如

printf("%#o,%#x\n",65,65)；

运行结果:

0101,0x41