c语言中比较特殊的输入函数

#include <stdio.h>

int main() {
    int ch;
    
    printf("请输入一个字符: ");
    ch = getchar();
    
    printf("你输入的字符是: %c\n", ch);
    
    return 0;
}

解释:

程序等待用户输入一个字符。用户输入的字符被getchar()读取并存储在ch中。
printf函数随后输出用户输入的字符。

(2).读取多个字符（直到遇到换行符）

#include <stdio.h>

int main() {
    int ch;
    
    printf("请输入一行文字，按回车结束: ");
    
    while ((ch = getchar()) != '\n' && ch != EOF) {
        printf("读取字符: %c\n", ch);
    }
    
    printf("输入结束。\n");
    
    return 0;
}

解释:

程序使用while循环来读取字符，直到遇到换行符（'\n'）或文件结束符（EOF）。
每次读取的字符都会被输出。

(3).处理输入中的空白字符

#include <stdio.h>

int main() {
    int ch;

    printf("请输入字符，输入结束请按 Ctrl+D (Linux) 或 Ctrl+Z (Windows):\n");

    while ((ch = getchar()) != EOF) {
        if (ch == ' ' || ch == '\n' || ch == '\t') {
            printf("[空白字符]\n");
        } else {
            printf("读取字符: %c\n", ch);
        }
    }

    printf("输入结束。\n");
    
    return 0;
}

解释:

这个程序读取用户输入的每个字符，并检查它是否是空白字符（空格、换行符、制表符）。
如果是空白字符，程序会输出[空白字符]，否则输出字符本身。
当用户按下Ctrl+D或Ctrl+Z时，输入结束。

3.返回值

读取的字符: 如果读取成功，getchar()返回读取的字符的ASCII值。例如，如果用户输入字符'A'，getchar()将返回值65（即'A'的ASCII码）。
EOF (End of File): 如果在读取时遇到文件结束符（通常是在控制台输入时按下Ctrl+D或Ctrl+Z），getchar()将返回常量EOF，其值通常为-1。EOF用于指示输入的结束或错误情况。

4.应用场景

简单字符输入: getchar()通常用于简单的字符输入操作，例如读取单个字符或控制台中的用户输入。

处理空白字符: 当你需要明确处理空白字符（例如空格、制表符或换行符）时，getchar()特别有用。相比于scanf，getchar()不会跳过空白字符，因此你可以逐字符地处理输入。

控制输入流: getchar()在处理输入流时非常灵活，可以用于跳过不需要的字符。例如，在多行输入或复杂输入格式的情况下，它可以帮助你控制和过滤输入内容。

5.注意事项

返回类型为int: 尽管getchar()用于读取单个字符，但它的返回类型是int而不是char。这样设计是为了能够返回EOF来表示文件结束或错误。为了避免潜在的错误，通常应该使用int类型来存储getchar()的返回值。

缓冲区问题: 在控制台输入时，用户输入的内容通常会先进入缓冲区。当按下回车键时，缓冲区中的内容才会被getchar()逐个读取。因此，getchar()不会在每个字符输入时立即返回，而是等待用户按下回车键。

错误处理: 当使用getchar()时，程序应该考虑EOF的可能性，尤其是在文件输入或批处理输入的情况下。忽略这一点可能会导致程序未正确处理输入结束的情况。

二.fgets()函数

fgets 是C语言中用于从文件流中读取一行字符串的标准库函数。它提供了一种安全、方便的方法来读取输入，避免了诸如缓冲区溢出等常见问题。fgets 通常用于读取用户输入、从文件中读取数据等场景。

1.函数原型

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

str: 指向字符数组的指针，fgets 会将读取到的字符串存储在该数组中。
n: 要读取的最大字符数，包括结尾的空字符 \0。也就是说，fgets 最多读取 n-1 个字符。
stream: 输入流指针，指明从哪个流中读取数据。常见的流有标准输入流 stdin，文件流等。

返回值

成功: 返回指向读取字符串的指针，即参数 str。
失败或到达文件末尾: 返回 NULL。

2.工作原理

fgets 函数从指定的输入流 stream 中读取字符，并将其存储到 str 指向的字符数组中，直到发生以下任一情况：

读取了 (n - 1) 个字符: 为了保证字符串以 \0 结尾，fgets 最多读取 n - 1 个字符。
遇到换行符 \n: fgets 会读取换行符，并将其存储在 str 中。
到达文件末尾 EOF: 如果在读取过程中遇到文件末尾，读取操作结束。

读取完成后，fgets 会在读取的字符串末尾自动添加一个空字符 \0，以表示字符串的结束。

3.使用示例

(1).从标准输入读取一行字符串

#include <stdio.h>

int main() {
    char buffer[100];

    printf("请输入一行文本：");
    if (fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin) != NULL) {
        printf("您输入的是：%s", buffer);
    } else {
        printf("读取输入时发生错误。\n");
    }

    return 0;
}

解释:

fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin) 从标准输入读取最多 99 个字符（保留1个字符给 \0），并存储在 buffer 中。
如果读取成功，程序会输出用户输入的内容。

注意: 由于 fgets 会将换行符 \n 一并读取并存储，如果不想要这个换行符，需要手动去除。

(2).从文件中读取内容

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *fp = fopen("example.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("无法打开文件");
        return 1;
    }

    char line[256];
    while (fgets(line, sizeof(line), fp) != NULL) {
        printf("%s", line);
    }

    fclose(fp);
    return 0;
}

解释:

打开名为 example.txt 的文件，读取其中的内容并逐行打印到标准输出。
fgets 在每次循环中读取一行内容，直到文件结束。

4.处理换行符

正如前面提到的，fgets 会将输入中的换行符 \n 一并读取并存储在目标字符串中。如果在处理时不需要这个换行符，可以使用以下方法去除：

方法1：手动检查并替换

size_t len = strlen(buffer);
if (len > 0 && buffer[len - 1] == '\n') {
    buffer[len - 1] = '\0';
}

解释:

首先获取字符串的长度 len。
如果最后一个字符是 \n，将其替换为 \0。

方法2：使用 strcspn 函数

buffer[strcspn(buffer, "\n")] = '\0';

解释:

strcspn 函数返回 buffer 中第一个匹配 \n 的位置索引，然后将该位置的字符替换为 \0。

5.与其他输入函数的比较

(1). `fgets` vs `gets`

gets: 从标准输入读取一行，直到遇到换行符或文件结束符。不安全，因为无法指定读取的最大长度，容易导致缓冲区溢出。
fgets: 可以指定最大读取长度，安全性更高。建议始终使用 fgets 代替 gets。

(2). `fgets` vs `scanf`

scanf: 按照指定的格式从输入中读取数据，默认会忽略空白字符，读取字符串时会在遇到空白字符时停止。
fgets: 读取整行输入，包括空白字符和换行符，更适合读取包含空格的字符串

示例:

char str1[100], str2[100];

// 使用 scanf
scanf("%s", str1);
// 输入：Hello World
// str1 的值为："Hello"

// 使用 fgets
fgets(str2, sizeof(str2), stdin);
// 输入：Hello World
// str2 的值为："Hello World\n"

(3). `fgets` vs `fgetc`

fgetc: 每次从指定流中读取一个字符，适合逐字符处理输入。
fgets: 一次读取一行或指定长度的字符串，效率更高。

6、常见错误和注意事项

(1). 忘记检查返回值

在使用 fgets 时，应该始终检查其返回值，以确保读取成功。

错误示例:

fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
// 未检查返回值，可能导致程序处理空指针

正确示例:

if (fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin) != NULL) {
    // 处理读取的数据
} else {
    // 错误处理
}

(2). 未正确处理换行符

如前所述，fgets 会保留输入中的换行符，如果不想要这个换行符，需要手动去除。

(3). 缓冲区大小不足

确保提供给 fgets 的缓冲区足够大，以容纳预期的输入数据和结尾的空字符。

错误示例:

char buffer[10];
fgets(buffer, 100, stdin); // 错误：缓冲区只有10个字节，却试图读取100个字符

正确示例:

char buffer[100];
fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin); // 正确：缓冲区大小与读取长度匹配

(4). 多次读取时的缓冲区残留

在某些情况下，输入流中可能残留未读取的字符，需要在下一次读取前清空缓冲区。

char buffer1[50], buffer2[50];

printf("输入第一行：");
fgets(buffer1, sizeof(buffer1), stdin);

printf("输入第二行：");
fgets(buffer2, sizeof(buffer2), stdin);

如果在第一次输入时输入的字符超过了 buffer1 的大小，剩余的字符会留在输入缓冲区中，影响第二次读取。为避免这种情况，可以在每次读取后清空缓冲区。

清空缓冲区的方法:

int c;
while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);

7.综合示例

示例：读取用户输入并处理

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char name[50];
    int age;
    char input[100];

    // 读取姓名
    printf("请输入您的姓名：");
    if (fgets(name, sizeof(name), stdin) != NULL) {
        // 去除换行符
        name[strcspn(name, "\n")] = '\0';
    } else {
        printf("读取姓名失败。\n");
        return 1;
    }

    // 读取年龄
    printf("请输入您的年龄：");
    if (fgets(input, sizeof(input), stdin) != NULL) {
        // 将字符串转换为整数
        age = atoi(input);
    } else {
        printf("读取年龄失败。\n");
        return 1;
    }

    printf("姓名：%s，年龄：%d\n", name, age);

    return 0;
}

解释:

首先使用 fgets 读取用户的姓名，并去除结尾的换行符。
然后再次使用 fgets 读取用户的年龄输入，并使用 atoi 将其转换为整数。
最后输出用户输入的信息。

三.sscanf函数

sscanf 是C语言中用于从字符串中读取并解析数据的标准库函数。它的作用类似于 scanf，但 sscanf 从字符串中读取数据，而 scanf 是从标准输入中读取数据。sscanf 非常适合从已知格式的字符串中提取数值、字符等数据。

1.函数原型

int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

str: 要解析的源字符串。sscanf 会从这个字符串中读取数据。
format: 格式字符串，指定了要解析的数据格式。它的语法和 scanf 的格式字符串相同，包括各种格式说明符（如 %d, %s, %f 等）。
...: 可变参数列表，提供用于存储从字符串中读取的数据的指针。

返回值

成功: 返回成功读取并匹配的项数。
失败: 返回 EOF，如果在解析过程中遇到错误或在尝试读取时到达字符串末尾

2.工作原理

sscanf 函数根据 format 字符串中的格式说明符，从源字符串 str 中逐一读取和解析数据。每个格式说明符都对应于一个传入的变量地址，sscanf 将解析后的数据存储在这些变量中。

格式说明符示例

%d: 读取一个整数。
%f: 读取一个浮点数。
%s: 读取一个字符串，遇到空白字符（如空格、换行）时停止。
%c: 读取单个字符。

示例：

(1).从字符串中解析数据

#include <stdio.h>

int main() {
    const char *str = "100 3.14 hello";
    int num;
    float pi;
    char word[20];

    int count = sscanf(str, "%d %f %s", &num, &pi, word);

    printf("读取到 %d 项数据:\n", count);
    printf("整数: %d\n", num);
    printf("浮点数: %.2f\n", pi);
    printf("字符串: %s\n", word);

    return 0;
}

输出:

读取到 3 项数据:
整数: 100
浮点数: 3.14
字符串: hello

解释:

sscanf 解析字符串 "100 3.14 hello"，并将数据分别存储在 num, pi, word 中。
返回值 count 表示成功读取了3项数据。

3.常见用法和注意事项

(1). 解析特定格式的字符串

sscanf 特别适用于解析具有固定格式的字符串，比如日期、时间、IP地址等。

示例：解析日期

#include <stdio.h>

int main() {
    const char *date = "2024-08-17";
    int year, month, day;

    sscanf(date, "%d-%d-%d", &year, &month, &day);

    printf("年: %d, 月: %d, 日: %d\n", year, month, day);

    return 0;
}

输出:

年: 2024, 月: 8, 日: 17

解释:

解析字符串 "2024-08-17" 中的年份、月份和日期，并分别存储在 year, month, day 中。

(2). 处理多余的输入

如果源字符串中的内容多于格式说明符指定的内容，sscanf 只会处理指定的部分，忽略其余部分。

示例：部分解析字符串

#include <stdio.h>

int main() {
    const char *str = "42 3.14 some extra text";
    int num;
    float pi;

    int count = sscanf(str, "%d %f", &num, &pi);

    printf("读取到 %d 项数据:\n", count);
    printf("整数: %d\n", num);
    printf("浮点数: %.2f\n", pi);

    return 0;
}

输出:

读取到 2 项数据:
整数: 42
浮点数: 3.14

解释:

sscanf 只解析了前两个数据项（整数和浮点数），忽略了字符串末尾的额外内容。

(3). 不匹配的格式

如果字符串中的内容与格式说明符不匹配，sscanf 会停止解析，并返回已成功读取的项数。

示例：格式不匹配

#include <stdio.h>

int main() {
    const char *str = "hello 3.14";
    int num;
    float pi;

    int count = sscanf(str, "%d %f", &num, &pi);

    printf("读取到 %d 项数据:\n", count);
    return 0;
}

输出:

读取到 0 项数据:

(4). 忽略特定数据

sscanf 还可以使用 * 来忽略某些输入数据，不存储在任何变量中。

示例：忽略数据

#include <stdio.h>

int main() {
    const char *str = "42 skip this 3.14";
    int num;
    float pi;

    sscanf(str, "%d %*s %f", &num, &pi);

    printf("整数: %d\n", num);
    printf("浮点数: %.2f\n", pi);

    return 0;
}

输出:

整数: 42
浮点数: 3.14

解释:

sscanf 使用 %*s 忽略了 "skip this" 字符串部分，只提取了整数和浮点数。

(5). 返回值处理

sscanf 的返回值用于检查是否成功解析了预期的项数。在实际编程中，应该根据返回值来验证解析操作的成功与否。

示例：检查返回值

#include <stdio.h>

int main() {
    const char *str = "100 3.14";
    int num;
    float pi;

    int result = sscanf(str, "%d %f", &num, &pi);

    if (result == 2) {
        printf("成功读取两个数值：%d 和 %.2f\n", num, pi);
    } else {
        printf("解析失败，已成功读取 %d 项数据。\n", result);
    }

    return 0;
}

输出:

成功读取两个数值：100 和 3.14

解释:

如果 sscanf 成功解析了两个值，程序输出成功消息。否则，输出失败消息。

4.常见错误和陷阱

(1). 未匹配到预期的数据

如果输入字符串的格式与格式说明符不匹配，sscanf 会停止解析，返回已经成功解析的项数。确保格式字符串与输入字符串的格式一致非常重要。

(2). 忘记检查返回值

忽略 sscanf 的返回值可能导致错误的程序行为。检查返回值是验证解析操作成功与否的关键步骤。

(3). 缓冲区溢出

当读取字符串数据（如使用 %s）时，确保目标缓冲区有足够的空间以避免溢出。使用长度限制格式符号（如 %99s）可以防止缓冲区溢出。

(4). 处理多余输入

如果 sscanf 只读取了部分输入数据，而程序的逻辑依赖于完整的数据解析，可能会导致问题。合理设计格式说明符和字符串输入非常重要。

5.`sscanf` 与其他输入函数的比较

(1). `sscanf` vs `scanf`

scanf: 从标准输入中读取数据，适用于直接的用户输入操作。
sscanf: 从字符串中读取数据，适用于解析已经存在的字符串内容。

(2). `sscanf` vs `fscanf`

fscanf: 从文件流中读取数据，适用于从文件中解析数据。
sscanf: 从字符串中读取数据，适用于解析内存中的字符串。

(3). `sscanf` vs `strtok`

strtok: 用于分割字符串，可以按指定的分隔符逐一提取子字符串。
sscanf: 直接解析字符串中的数据，并将其转换为相应的数据类型。

6.综合示例

示例：解析复杂字符串

#include <stdio.h>

int main() {
    const char *str = "Name: John Doe, Age: 30, Score: 85.5";
    char name[50];
    int age;
    float score;

    int count = sscanf(str, "Name: %[^,], Age: %d, Score: %f", name, &age, &score);

    if (count == 3) {
        printf("姓名: %s\n", name);
        printf("年龄: %d\n", age);
        printf("分数: %.1f\n", score);
    } else {
        printf("解析字符串失败。\n");
    }

    return 0;
}

输出:

姓名: John Doe
年龄: 30
分数: 85.5

解释:

使用 sscanf 从格式化字符串中提取姓名、年龄和分数。%[^,] 格式说明符用于读取直到遇到逗号 , 的所有字符，这样可以处理包含空格的姓名。

四.fscanf()函数

fscanf 是C语言中用于从文件中读取并解析数据的标准库函数。它的作用类似于 scanf，但 fscanf 从文件流中读取数据，而 scanf 是从标准输入中读取数据。fscanf 适合从文件中逐行或逐项读取并解析数据。

1.函数原型

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

参数说明

stream: 文件指针，指向要读取的文件流（通常是通过 fopen 打开的文件）。
format: 格式字符串，指定了要解析的数据格式。它的语法和 scanf 的格式字符串相同，包括各种格式说明符（如 %d, %s, %f 等）。
...: 可变参数列表，提供用于存储从文件中读取的数据的指针。

返回值

成功: 返回成功读取并匹配的项数。
失败: 如果遇到文件结束符 EOF，则返回 EOF。如果遇到错误，返回负数。

2.工作原理

fscanf 函数根据 format 字符串中的格式说明符，从文件流 stream 中逐一读取和解析数据。每个格式说明符都对应于一个传入的变量地址，fscanf 将解析后的数据存储在这些变量中。

格式说明符示例

%d: 读取一个整数。
%f: 读取一个浮点数。
%s: 读取一个字符串，遇到空白字符（如空格、换行）时停止。
%c: 读取单个字符。

示例：从文件中解析数据

假设有一个文本文件 data.txt，内容如下：

42 3.14 hello

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("data.txt", "r"); // 打开文件进行读取
    if (file == NULL) {
        perror("无法打开文件");
        return 1;
    }

    int num;
    float pi;
    char word[20];

    int count = fscanf(file, "%d %f %s", &num, &pi, word);

    printf("读取到 %d 项数据:\n", count);
    printf("整数: %d\n", num);
    printf("浮点数: %.2f\n", pi);
    printf("字符串: %s\n", word);

    fclose(file); // 关闭文件
    return 0;
}

输出:

读取到 3 项数据:
整数: 42
浮点数: 3.14
字符串: hello

解释:

fscanf 从文件 data.txt 中解析数据，并将数据分别存储在 num, pi, word 中。
返回值 count 表示成功读取了3项数据。

3.常用用法和注意事项

(1). 读取一行数据

fscanf 通常按格式说明符读取数据，直到匹配结束，或者遇到文件结束符 EOF。它不会自动处理行结束符，因此如果要按行读取数据，可以结合 fgets 和 sscanf 使用。

示例：逐行读取数据

假设文件 data.txt 内容如下：

42 3.14 hello
43 2.71 world

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("data.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("无法打开文件");
        return 1;
    }

    int num;
    float pi;
    char word[20];

    while (fscanf(file, "%d %f %s", &num, &pi, word) != EOF) {
        printf("整数: %d, 浮点数: %.2f, 字符串: %s\n", num, pi, word);
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

输出:

整数: 42, 浮点数: 3.14, 字符串: hello
整数: 43, 浮点数: 2.71, 字符串: world

(2). 文件指针位置

fscanf 读取数据后，文件指针会移动到读取结束的位置。下一次调用 fscanf 会从当前文件指针位置继续读取。

(3). 遇到EOF

当 fscanf 遇到文件结束符 EOF 时，它会返回 EOF，通常是 -1。这可以用来判断是否已经读取到文件末尾。

(4). 忽略特定数据

类似于 sscanf，fscanf 也可以使用 * 来忽略某些输入数据，而不存储在任何变量中。

示例：忽略数据

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("data.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("无法打开文件");
        return 1;
    }

    int num;
    float pi;

    while (fscanf(file, "%d %*s %f", &num, &pi) != EOF) {
        printf("整数: %d, 浮点数: %.2f\n", num, pi);
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

解释:

fscanf 使用 %*s 忽略了字符串部分，只提取了整数和浮点数。

(5). 返回值处理

与 sscanf 类似，fscanf 的返回值表示成功读取并解析的数据项数。在实际编程中，应该根据返回值来验证解析操作的成功与否。

示例：检查返回值

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("data.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("无法打开文件");
        return 1;
    }

    int num;
    float pi;

    while (fscanf(file, "%d %f", &num, &pi) == 2) { // 期望成功读取2项数据
        printf("整数: %d, 浮点数: %.2f\n", num, pi);
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

解释:

只有在成功解析了两个值时才输出结果。如果 fscanf 未能成功读取两个值，将停止读取。

(6). 处理多余输入

如果文件中的内容多于格式说明符指定的内容，fscanf 只会处理指定的部分，忽略其余部分。

4.常见错误和陷阱

(1). 格式不匹配

如果文件中的内容与格式说明符不匹配，fscanf 会停止解析，并返回已成功读取的项数。确保格式字符串与文件内容格式一致非常重要。

(2). 忘记检查返回值

忽略 fscanf 的返回值可能导致错误的程序行为。检查返回值是验证解析操作成功与否的关键步骤。

(3). 文件结束符

fscanf 在读取到文件结束符 EOF 时会返回 EOF，这与常规的返回值检查不同，处理文件结束符时需要特别注意。

5.`fscanf` 与其他输入函数的比较

(1). `fscanf` vs `scanf`

scanf: 从标准输入中读取数据，适用于直接的用户输入操作。
fscanf: 从文件流中读取数据，适用于从文件中解析数据。

(2). `fscanf` vs `sscanf`

sscanf: 从字符串中读取数据，适用于解析内存中的字符串。
fscanf: 从文件流中读取数据，适用于从文件中解析数据。

(3). `fscanf` vs `fgets`

fgets: 从文件中读取一整行字符串，适用于逐行读取文件内容，通常结合 sscanf 使用以进一步解析数据。
fscanf: 按照格式说明符从文件中读取数据，适用于逐项解析数据。

6.综合示例

示例：从文件中读取并解析数据

假设有一个文本文件 students.txt，内容如下：

John 20 85.5
Alice 22 90.0
Bob 21 78.5

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("students.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("无法打开文件");
        return 1;
    }

    char name[50];
    int age;
    float score;

    while (fscanf(file, "%s %d %f", name, &age, &score) == 3) {
        printf("姓名: %s, 年龄: %d, 分数: %.1f\n", name, age, score);
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

输出:

姓名: John, 年龄: 20, 分数: 85.5
姓名: Alice, 年龄: 22, 分数: 90.0
姓名: Bob, 年龄: 21, 分数: 78.5

解释:

fscanf 从文件 students.txt 中解析每一行数据，并输出到屏幕上。它通过格式说明符 %s %d %f 解析每行中的姓名、年龄和分数。

完！

一键三连支持一下吧，非常感谢！