c语言中比较特殊的输入格式

一.%[ ] 格式说明符

1.基本用法

(1)读取字母字符:

(2)读取数字字符:

一.`%[ ]` 格式说明符

在C语言中，scanf函数中的%[ ]格式说明符是一种非常灵活的方式，可以用来读取满足特定条件的一系列字符。%[ ]格式说明符允许程序员定义一个字符集，scanf会连续读取输入流中的字符，直到遇到不属于该字符集的字符为止。

ps:通常情况下，scanf会自动跳过空白字符（包括换行符），但是%[ ]这种格式说明符是一个例外。

1.基本用法

scanf("%[character_set]", string);

character_set: 这是一个字符集，它可以是特定字符或字符范围。
string: 这是一个字符数组（字符串），用来存储读取到的字符。

举例说明:

(1)读取字母字符:

char str[100];
scanf("%[a-zA-Z]", str);  // 只读取字母字符 (大小写)
printf("读取到的字母是: %s\n", str);

输入: abc123

输出: 读取到的字母是: abc

解释: scanf 会从输入流中读取所有属于 a-zA-Z 的字符，一旦遇到不属于该范围的字符（如数字 1），它将停止读取。

(2)读取数字字符:

char numStr[100];
scanf("%[0-9]", numStr);  // 只读取数字字符
printf("读取到的数字是: %s\n", numStr);

输入: 123abc

输出: 读取到的数字是: 123

解释: 这里 scanf 只会读取数字字符（0到9），直到遇到非数字字符。

(3)读取所有字符直到遇到空格:

char str[100];
scanf("%[^ ]", str);  // 读取所有字符直到遇到空格
printf("读取到的内容是: %s\n", str);

输入: hello world

输出: 读取到的内容是: hello

解释: scanf 会读取所有字符，直到遇到空格（）为止。^ 表示“除指定字符之外的所有字符”。

(4)读取直到换行符:

char line[100];
scanf("%[^\n]", line);  // 读取一整行，直到换行符
printf("读取到的行是: %s\n", line);

输入: Hello, world!

输出: 读取到的行是: Hello, world!

解释: scanf 会读取所有字符，直到遇到换行符 \n 为止。即回车

2.使用范围和组合:

范围: 可以通过 - 来表示一个字符范围，例如 [a-z] 表示所有小写字母。
多个范围和字符: 你可以结合多个字符集或字符范围，例如 "[a-zA-Z0-9]" 会匹配所有字母和数字。

char str[100];
scanf("%[a-zA-Z0-9]", str);  // 读取字母和数字
printf("读取到的内容是: %s\n", str);

输入: abc123!@#

输出: 读取到的内容是: abc123

解释: 这里 scanf 读取了字母和数字，直到遇到非字母非数字字符。

3.`^` 取反操作

取反: 在字符集的开头加上 ^ 符号表示取反，即读取不属于该字符集的字符。

char str[100];
scanf("%[^,]", str);  // 读取直到遇到逗号
printf("读取到的内容是: %s\n", str);

输入: Hello,world

输出: 读取到的内容是: Hello

解释: 这里 scanf 读取了所有字符，直到遇到逗号 , 为止，因为 [^,] 表示“除逗号之外的所有字符”。

4.注意事项

(1). 字符范围的正确表示

范围表示法：a-z、A-Z、0-9 这些范围表示法必须是有效的字符序列。a-z表示小写字母从a到z的所有字符，A-Z表示大写字母从A到Z的所有字符，0-9表示所有数字字符。

错误的表示: z-a、9-0 这样的表示是无效的，会导致意外的行为。

char str[100];
scanf("%[z-a]", str);  // 无效：z-a不是有效范围

(2). 避免字符集中的特殊字符冲突

连字符 - 的使用：连字符 - 用于指定范围，但如果它被放置在错误的位置，可能会引起解析错误或未定义行为。

正确: [a-z]，[0-9A-F]。
错误: [-z]（这里连字符和z之间没有起始字符，这种用法可能会导致未定义行为）。

特殊用法:

开始位置: 如果要包含 - 本身，可以把它放在范围的起始位置，如 [-a-z]，表示 - 和 a 到 z 的所有字符。
结束位置: 如果连字符在字符集的末尾，如 [a-z-]，它表示a到z的所有字符和-字符。

char str[100];
scanf("%[-a-zA-Z]", str);  // 读取`-`或字母

(3).避免空字符集

空字符集: scanf 的%[ ]如果是空字符集，scanf会直接返回而不做任何操作，因此要确保字符集内包含有效内容。

错误:

char str[100];
scanf("%[]", str);  // 空字符集，`scanf`什么都不会读取

(4). 输入长度的控制

缓冲区溢出: scanf使用%[ ]时没有自动限制读取的字符数。如果输入的字符超过了数组的容量，可能会导致缓冲区溢出。因此，建议使用宽度限定符来限制读取的最大字符数。

char str[100];
scanf("%99[a-zA-Z0-9]", str);  // 最多读取99个字符，保留1个字符给结束符`'\0'`

(5). 换行符和空格的处理

换行符问题: %[ ] 读取字符时不会消耗换行符 \n。这可能会导致在之后的 scanf 或 getchar 调用中，直接读取到换行符。如果需要处理换行符，可以在之后使用 getchar() 来消耗这个换行符。

可能大伙还是不懂，继续往下看:
假设你有以下代码：

char str[100];
scanf("%[a-zA-Z]", str);

输入: hello\nworld
- scanf("%[a-zA-Z]", str)会读取并存储字符串"hello"，但它不会读取或消耗换行符\n。
- 换行符\n仍然留在输入流中，等待下一次scanf或其他输入函数处理。

如果你随后调用scanf来读取另一个输入：

scanf("%d", &num);

因为之前的换行符\n还在输入流中，scanf("%d", &num)会遇到这个换行符，并立即返回，通常会导致输入错误或跳过输入。

解决方法

为了避免这个问题，可以在调用scanf("%[ ]", ...)后手动读取并消耗掉换行符，通常通过getchar()来实现。

修改后的代码

char str[100];
scanf("%[a-zA-Z]", str);
getchar();  // 手动读取并消耗掉换行符

解释: 在读取完字符串后，getchar()将读取并消耗掉输入流中的换行符，使得后续的scanf调用不会受到影响。

空白字符的忽略: scanf的%[ ]不会自动跳过空白字符（如空格、制表符、换行符等），除非在字符集中明确包含这些字符

char str[100];
scanf("%[a-zA-Z0-9 ]", str);  // 允许读取空格字符

(6). 字符集的顺序和位置

顺序影响: 字符集的顺序不会影响scanf的行为，但是清晰的字符集顺序更易于理解和维护代码。例如 [a-zA-Z0-9] 比 [z-aZ-A9-0] 更易读。

排除特殊字符: 如果你想排除特定字符集中的某些字符，可以使用[^ ]，如 [^a-zA-Z0-9] 来读取非字母、数字的字符。

(7). 检查返回值

scanf的返回值：scanf返回成功读取的项目数。可以通过检查返回值来判断输入是否成功匹配。

char str[100];
int n = scanf("%99[a-zA-Z0-9]", str);
if (n == 1) {
    printf("读取成功: %s\n", str);
} else {
    printf("输入格式不匹配或读取失败\n");
}

ps:在scanf的语境中，"项目"通常指的是一个成功读取并存储到对应变量中的数据单元。因此，str在这个上下文中确实被视为一个项目。

二.%*抑制符

在C语言的scanf函数中，%*被称为“抑制符”（或者“跳过符”）。它的作用是告诉scanf函数读取数据但不存储它。换句话说，scanf会解析输入数据并跳过该数据，而不将其赋值给任何变量。

1.基本用法

scanf("%*d"); // 读取并跳过一个整数

在这个例子中，scanf会从输入中读取一个整数，但不会将其存储在任何变量中。%*与任何有效的格式说明符结合使用，都会导致该数据被读取但不会存储。

用途

跳过不需要的数据：有时候你可能只需要读取输入中的部分数据，而对其他部分的数据不感兴趣。这时候可以使用%*来跳过不需要的数据。
处理复杂的输入：如果输入数据格式比较复杂，你可以通过%*来跳过一些无关的部分，只提取你感兴趣的数据。

示例

(1).跳过某些数据

#include <stdio.h>

int main() {
    int a, c;
    scanf("%d %*d %d", &a, &c);

    printf("a = %d, c = %d\n", a, c);
    return 0;
}

输入: 1 2 3

输出: a = 1, c = 3

解释: 这个程序通过%d读取了第一个整数1并将其存储在a中，然后通过%*d读取了第二个整数2但没有存储它，最后通过%d读取了第三个整数3并将其存储在c中。

(2).跳过特定格式的数据

#include <stdio.h>

int main() {
    char name[50];
    int age;

    scanf("%*s %d", &age);

    printf("Age: %d\n", age);
    return 0;
}

输入: John 25

输出: Age: 25

解释: 这里%*s会跳过输入的第一个字符串（John），然后%d读取第二个整数（25）并将其存储在age中。

*的多种组合使用

*可以与任何scanf的格式说明符结合使用，例如：

%*c: 读取并跳过一个字符。
%*f: 读取并跳过一个浮点数。
%*s: 读取并跳过一个字符串。
%*[]: 读取并跳过一组符合特定字符集的字符。

(3).跳过特定字符

#include <stdio.h>

int main() {
    int year, month, day;
    scanf("%d-%*d-%d", &year, &day);

    printf("Year: %d, Day: %d\n", year, day);
    return 0;
}

输入: 2024-08-13

输出: Year: 2024, Day: 13

解释: 这里%d读取年份2024，%*d跳过月份08，然后%d读取日期13。

2.注意事项

不会增加返回的项目数: 被%*抑制符忽略的数据不会被计入scanf返回的成功读取项目数。例如，如果scanf成功读取两个变量而跳过一个数据，它的返回值是2，而不是3。

格式匹配问题: scanf依然会验证被跳过的数据是否符合指定格式，如果输入数据不符合指定的格式，scanf会停止读取。

输入缓冲区影响: 即使数据被跳过，输入缓冲区中的数据仍然会被消耗掉，因此后续的scanf调用不会再看到这些数据。

三.%n 格式说明符

%n是C语言中scanf函数的一种特殊格式说明符。它用于将到目前为止已经读取的字符数存储到一个整数变量中。与其他格式说明符不同，%n并不会从输入中读取数据并与其对应的数据类型匹配，而是直接记录scanf已经成功处理的字符数量。

1.基本用法

scanf("%d%n", &value, &num_chars);

在这个例子中，scanf会读取一个整数并将其存储在value中，接着，它会把读取到该整数为止所消耗的字符数存储在num_chars中。

scanf中的%n格式说明符

不消耗输入: %n本身不消耗输入字符。它只是在内部计算并存储从输入流中已经读取的字符数。
存储读取字符的数量: %n会将到达它的位置为止读取的总字符数存储在其对应的参数中。这个参数必须是指向int类型的指针。
多个%n: 如果在一个scanf调用中出现多个%n，每个%n都会记录到目前为止从输入流中读取的字符数。因此可以用它来跟踪输入过程中的不同点。

示例

(1)简单用法

#include <stdio.h>

int main() {
    int value, num_chars;

    scanf("%d%n", &value, &num_chars);
    printf("Value: %d, Characters read: %d\n", value, num_chars);

    return 0;
}

输入: 12345

输出: Value: 12345, Characters read: 5

解释: 在输入12345之后，scanf将12345存储在value中，而%n记录并存储了读取字符的数量（5个字符）。

(2)跟踪多个输入

#include <stdio.h>

int main() {
    int a, b;
    int num_chars1, num_chars2;

    scanf("%d%n %d%n", &a, &num_chars1, &b, &num_chars2);
    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    printf("Characters read for a: %d, total characters read: %d\n", num_chars1, num_chars2);

    return 0;
}

输入: 12 34

输出:a = 12, b = 34
Characters read for a: 2, total characters read: 5

解释:

在读取完第一个整数12后，num_chars1存储了已经读取的字符数（2个字符）。
在读取完第二个整数34后，num_chars2存储了总的字符数（5个字符，包括中间的空格）。

(3)复杂输入的验证

#include <stdio.h>

int main() {
    int day, month, year;
    int chars_read;

    scanf("%2d/%2d/%4d%n", &day, &month, &year, &chars_read);
    
    if (chars_read == 10) {
        printf("Valid date: %02d/%02d/%04d\n", day, month, year);
    } else {
        printf("Invalid date format.\n");
    }

    return 0;
}

输入: 15/08/2024

输出: Valid date: 15/08/2024

解释:

这个程序读取日期并确保输入格式为dd/mm/yyyy（总共10个字符）。
如果读取的字符数正好是10个字符，那么输入是有效的，否则输出无效格式。

2.注意事项

安全性问题: 使用%n时，确保对应的参数是有效的int*指针，否则会导致未定义行为。这也是它不常用于现代C编程的原因之一，因为如果误用会导致潜在的安全漏洞。

scanf返回值不包含%n: scanf返回的成功读取项目数不包括%n。所以，即使%n在scanf中使用，它也不会影响scanf的返回值。

与其他格式说明符的组合: scanf会按照顺序解析格式说明符，如果在使用%n之前的格式说明符解析失败，%n就不会被执行。

可能的用途:

输入格式检查: 可以通过检查读取的字符数来确保输入符合预期格式。
精确输入解析: 当你需要知道输入的精确位置（如进行复杂的文本处理）时，可以使用%n。

完