【C语言基础】字符串和格式化输入/输出

字符串的介绍

数组由连续的存储单元组成，字符串中的字被存储在相邻的存储单元中，每个单元存储一个字符。在数组末尾位置的字符为\0，代表字符串的结束。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define PRAISE "You are an extraordinary being." 
int main(void)
{
	char name[40];
	printf("What's your name? ");
	scanf("%s", name);
	printf("Hello, %s.%s\n", name, PRAISE);
	printf("Your name of %zd letters occupies %zd memory cells.\n",strlen(name), sizeof name);
	printf("The phrase of praise has %zd letters ",strlen(PRAISE));
	printf("and occupies %zd memory cells.\n", sizeof PRAISE);
	// system("pause"); 
	return 0;
}

// 一般来说，根据%是转换说明，scanf只读取第一个单词，而不是一整句

// 当输入ding c时，scanf函数只读取到ding
// What's your name? ding c
// Hello, ding.You are an extraordinary being.
// Your name of 4 letters occupies 40 memory cells.
// The phrase of praise has 31 letters and occupies 32 memory cells.

// 当输入ding_c时，scanf可以读取到ding_c
// What's your name? ding_c
// Hello, ding_c.You are an extraordinary being.
// Your name of 6 letters occupies 40 memory cells.
// The phrase of praise has 31 letters and occupies 32 memory cells.
// 请按任意键继续. . .

// string.h头文件包含多个与字符串相关的函数原型，包括strlen()
// 用 strlen()得出的也是字符串中的字符数（包括空格和标点符号）。
// 然而，sizeof运算符给出的数更大，因为它把字符串末尾不可见的空字符也计算在内。
// 该程序并未明确告诉计算机要给字符串预留多少空间，所以它必须计算双引号内的字符数。

// sizeof 运算符，它以字节为单位给出对象的大小。
// strlen()函数给出字符串中的字符长度。因为 1 字节储存一个字符，读者可能认为把两种方法应用于字符串得到的结果相同，但事实并非如此。

在用scanf输入字符串时，不用在字符串末尾放入空字符，scanf在读取输入时就已经完成了这项工作，但是scanf在遇到空格后，会自动结束，也就是scanf只会读取一个单词，祥见上述程序的注解。

字符串和字符：
字符串常量"x":x+\0
字符常量'x':x

sizeof运算符：以字节为单位给出对象大小，计算范围包括空格、标点符号、空字符
strlen（）函数：给出字符串中字符的长度，计算范围包括空格、标点符号

常量和c预处理器

在程序运行过程中，一个数会多次参与运行，且为了提高程序的可读性，一般设置一个变量来代替常量。

float pi=3.14;
circum=pi*diameter;

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<limits.h> // 整型限制
#include<float.h> // 浮点型限制
#define PI 3.14159
int main()
{
    float area, circum, radius;

    // const int pi=3.14;//const是不可修改的变量
    // printf("pi=%d",pi);
    // pi=5; 
    // // 编辑器警告，表达式必须是可修改的左值C/C++
    // // 但是还是可以运行
    // printf("new_pi=%d\n",pi);


    printf("What is the radius of your pizza?\n");
    scanf("%f", &radius);
    area = PI * radius * radius;
    circum = 2.0 * PI *radius;
    printf("Your basic pizza parameters are as follows:\n");
    printf("circumference = %1.2f, area = %1.2f\n", circum,area);

    // What is the radius of your pizza?
    // 12
    // Your basic pizza parameters are as follows:
    // circumference = 75.40, area = 452.39
    // 请按任意键继续. . .

    printf("Some number limits for this system:\n");
    printf("Biggest int: %d\n", INT_MAX);
    printf("Smallest long long: %lld\n", LLONG_MIN);
    printf("One byte = %d bits on this system.\n", CHAR_BIT);
    printf("Largest double: %e\n", DBL_MAX);
    printf("Smallest normal float: %e\n", FLT_MIN);
    printf("float precision = %d digits\n", FLT_DIG);
    printf("float epsilon = %e\n", FLT_EPSILON);
    // Some number limits for this system:
    // Biggest int: 2147483647
    // Smallest long long: -9223372036854775808
    // One byte = 8 bits on this system.
    // Largest double: 1.797693e+308
    // Smallest normal float: 1.175494e-038
    // float precision = 6 digits
    // float epsilon = 1.192093e-007


    system("pause"); 
    return 0;
}

在上述程序中运行过程中，会反复调用pi，于是可以用c预处理器处理，只需要在主函数上面添加一行代码：

#define PI 3.14159

编译程序时，程序中所有的PI都会被替换成3.14159，这一过程被称为编译时替换。在运行程序时，程序中所有的替换均已完成。通常，这样定义的常量也称为明示常量。

格式：#define 符号常量名 符号常量的值

其中dfine还可以定义字符和字符串常量，前者使用单引号，后者使用双引号，如：

#define BEEP "Now you have done it!"
#define BEEP 'T'

const限定符

const定义的变量是一个只读变量，如：
const int a=12;//其中a在运行过程中值不能被更改，但在运行过程中可以打印，参与运算等

明示常量

C头文件limits.h和float.h分别提供了与整数类型和浮点类型大小限制相关的详细信息。每个头文件都定义了一系列供实现使用的明示常量。例如，limits.h头文件包含以下类似的代码：

#define INT_MAX +32767
#define INT_MIN -32768

limits.h中的一些明示常量，如下表所示：

float.h中的一些明示常量，如下表所示：

printf（）和scanf（）

这两个函数能让用户可以与程序交流，它们是输入/输出函数，或者简称I/O函数，虽然printf()是输出函数，scanf()是输入函数，但是它们的工作原理几乎相同。两个函数都使用格式字符串和参数列表。

printf（）

printf打印输出函数，但打印时打印数据的指令要与待打印数据的类型相匹配，此时需要一些表示转换说明的符号，转换说明及其打印的输出结果：

printf( 格式字符串, 待打印项1, 待打印项2,...);

在%和转换字符之间插入修饰符可修饰基本的转换说明。

#include <stdio.h>
#define PAGES 959
#define BLURB "Authentic imitation!"
int main(void)
{

    const double RENT = 3852.99;// const变量

    // 打印数字
    printf("*%f*\n", RENT);
    // 打印浮点数
    printf("*%e*\n", RENT);
    // 打印科学计数法的方法输出
    printf("*%4.2f*\n", RENT);
    // 打印浮点数，字段宽度占4个字符，其中小数点2位
    printf("*%3.1f*\n", RENT);
    // 打印浮点数，字段宽度占3个字符，其中小数点1位
    printf("*%10.3f*\n", RENT);
    // 打印浮点数，字段宽度占10个字符，其中小数点3位
    printf("*%10.4E*\n", RENT);
    // 打印科学计数法的方法输出*3.8530E+003*，小数点后保留四位
    printf("*%+4.2f*\n", RENT);
    // 打印项显示符号，正的显示+，负的显示-，有10个字宽，字段宽度占10个字符，其中小数点3位
    printf("*%010.2f*\n", RENT);
    // 打印浮点数，字段宽度占10个字符，其中小数点3位
    printf("*%d*\n", PAGES);
    // %d：以十进制数打印
    printf("*%2d*\n", PAGES);
    // 打印以十进制数，字段宽度占2个字符
    printf("*%10d*\n", PAGES);
    // 打印使用10个字宽
    printf("*%-10d*\n", PAGES);
    // 打印项左对齐，有10个字宽

    // 打印字符串
    printf("[%2s]\n", BLURB);
    // 打印字宽为2的字符，由于字符串长度大于2，则整个都会打印
    printf("[%24s]\n", BLURB);
    // 打印字宽位24的字符串
    printf("[%24.5s]\n", BLURB);
    // 打印字宽为24的字符串，输出前5位
    printf("[%-24.5s]\n", BLURB);
    // 靠左打印，打印字宽为24的字符串，输出前5位


}

// 试试如何用一个语句打印以下格式的内容：
// The NAME family just may be $XXX.XX dollars richer!
// 这里，NAME和XXX.XX代表程序中变量（如name[40]和cash）的值。
// 可参考以下代码：
// printf("The %s family just may be $%.2f richer!\n",name,cash);

# include<stdio.h>
int main()
{
    char name[40];
    float cash;
    printf("please,write name:");
    scanf("%s",name);
    fflush (stdin);//清理缓冲区
    printf("enter cash:");
    scanf("%f",&cash);
    printf("The %s family just may be $%.2f richer!\n",name,cash);
}

当在C语言中需要两个及以上scanf，运行时却发现只能第一个可以输入，通过查询得知在C语言中，如果使用字符型变量（char类型）时在有连续输入两个及以上的情况下，很容易因为出现垃圾字符二导致程序的流程非法。因为第一个scanf输入后当我们点击enter时第一个存放字符串的（str1）并没有接受这个回车符，而是存入缓冲区中了，当执行第二个scanf时这个回车符就赋给（str2）了所以程序没有提示输入字符就直接执行下面程序了。解决方法:可以使用fflush (stdin);函数 此函数是清除缓冲区的，将此函数放到第一个scanf输入函数后即可。

#include <stdio.h>
#define PAGES 336
#define WORDS 65618
int main(void)
{
short num = PAGES;
short mnum = -PAGES;
printf("num as short and unsigned short:　%hd %hu\n", num,num);
// num as short and unsigned short:　336 336
printf("-num as short and unsigned short: %hd %hu\n", mnum,mnum);
// -num as short and unsigned short: -336 65200
printf("num as int and char: %d %c\n", num, num);
// num as int and char: 336 P
printf("WORDS as int, short, and char: %d %hd %c\n",WORDS,WORDS,WORDS);
// WORDS as int, short, and char: 65618 82 R
return 0;
/*
代码说明：
首先，short int的大小是2字节；其次，系统使用二进制补码来表示有符号整数。这种方法，数字0～32767代表它们本身，而数字32768～65535则表示负数。其中，65535表示-1，65534表示-2，以此类推。因此，-336表示为65200（即， 65536-336）。所以被解释成有符号int时，65200代表-336；而被解释成无符号int时，65200则代表65200。一定要谨慎！一个数字可以被解释成两个不同的值。尽管并非所有的系统都使用这种方法来表示负整数，但要注意一点：别期望用%u转换说明能把数字和符号分开。
*/
}

scanf（）

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&。

复习题

2.假设下列示例都是完整程序中的一部分，它们打印的结果分别是什么？

a.printf("He sold the painting for $%2.2f.\n", 2.345e2);
// He sold the painting for $234.50.
// 2.345e2表示科学计数发，原始数值为234.5，打印时占两个字宽，小数两位
b.printf("%c%c%c\n", 'H', 105, '\41');
// Hi！：第一个字符正常输出，第二个对应ascll字母表查出是i，第三个所有的数字加上\按八进制表示，转换成十进制是33，对应ascll字母表查出是！
c.#define Q "His Hamlet was funny without being vulgar."printf("%s\nhas %d characters.\n", Q, strlen(Q));
// His Hamlet was funny without being vulgar.
//has 42 characters.
d.printf("Is %2.2e the same as %2.2f?\n", 1201.0, 1201.0);
// Is 1.20e+003 the same as 1201.00?

3.在第2题的c中，要输出包含双引号的字符串Q，应如何修改:

#define Q "\"His Hamlet was funny without being vulgar.\""
printf("%s\nhas %d characters.\n", Q, strlen(Q));

#define Q "His Hamlet was funny without being vulgar."
printf("\"%s\"\nhas %d characters.\n", Q, strlen(Q));

6.格式打印：

a.一个字段宽度与位数相同的十进制整数
// %d
b.一个形如8A、字段宽度为4的十六进制整数
// %4x
c.一个形如232.346、字段宽度为10的浮点数
// %10.3f
d.一个形如2.33e+002、字段宽度为12的浮点数
// %12.3e
e.一个字段宽度为30、左对齐的字符串
// %-30s

7.打印下面各项内容要分别使用什么转换说明？

a.字段宽度为15的unsigned long类型的整数
// %15lu
b.一个形如0x8a、字段宽度为4的十六进制整数
// %#4x
c.一个形如2.33E+02、字段宽度为12、左对齐的浮点数
// %-12.2E
d.一个形如+232.346、字段宽度为10的浮点数
// %+10.3f
e.一个字段宽度为8的字符串的前8个字符
// %8.8s

8.打印下面各项内容要分别使用什么转换说明？

a.一个字段宽度为6、最少有4位数字的十进制整数
// %6.4d
b.一个在参数列表中给定字段宽度的八进制整数
// %*o
c.一个字段宽度为2的字符
// %2c
d.一个形如+3.13、字段宽度等于数字中字符数的浮点数
// %+0.2f
e.一个字段宽度为7、左对齐字符串中的前5个字符
// %-7.5s

编程练习

1.编写一个程序，提示用户输入名和姓，然后以“名,姓”的格式打印出来。

#include<stdio.h>
int main()
{
    char surname[20];
    char name[20];
    printf("请输入用户的姓：");
    scanf("%s",surname);
    fflush (stdin);
    printf("请输入用户的名：");
    scanf("%s",name);
    printf("姓名为：%s,%s",surname,name);
}

2.编写一个程序，提示用户输入名和姓，并执行一下操作：

a.打印名和姓，包括双引号；
b.在宽度为20的字段右端打印名和姓，包括双引号；
c.在宽度为20的字段左端打印名和姓，包括双引号；
d.在比姓名宽度宽3的字段中打印名和姓。

#include<stdio.h>
int main()
{
    char surname[20];
    int size;
    printf("请输入用户的姓名：");
    scanf("%s",surname);
    size=strlen(surname)+3;
    printf("姓名为：\"%s\"\n",surname);
    printf("姓名为：\"%20s\"\n",surname);
    printf("姓名为：\"%-20s\"\n",surname);
    printf("姓名为：\"%s\"\n",surname);
    printf("%*s\n",size,surname);
}

// printf("%*s%s",xx,xx,xx);
//printf("%*s",xx,xx);“*”表示的是占多少位置，格式控制符“s”表示的是字符串格式控制，
//第一个参数是占多少位,第二个参数为字符串,两个结合起来的意思就是字符串占多少位,如果不够那么多余位左边用空格来补齐。
#include<stdio.h>
int main()
{
	char x1[20]="ding_c";
    char x2='a';
    printf("%*s\n",10,x1);
    printf("%*c\n",4,x2);
}
//    ding_c
//   a
//请按任意键继续. . .

3.编写一个程序，读取一个浮点数，首先以小数点记数法打印，然后以指数记数法打印。用下面的格式进行输出（系统不同，指数记数法显示的位数可能不同）：

a.输入21.3或2.1e+001；
b.输入+21.290或2.129E+001；

#include<stdio.h>
int main()
{
    float x1,x2;
    printf("请输入一个小数：");
    scanf("%f",&x1);
    fflush (stdin);
    printf("%.1e\n",x1);
    printf("请输入一个正的小数：");
    scanf("%f",&x2);
    printf("%.3E\n",x2);
}

4.编写一个程序，提示用户输入身高（单位：英寸）和姓名，然后以下面的格式显示用户刚输入的信息：

Dabney, you are 6.208 feet tall
使用float类型，并用/作为除号。如果你愿意，可以要求用户以厘米为单位输入身高，并以米为单位显示出来。

#include<stdio.h>
int main()
{
    float long1;
    char name[30];
    printf("请输入身高(cm)：");
    scanf("%f",&long1);
    fflush(stdin);
    printf("请输入姓名：");
    scanf("%s",name);
    printf("%s, you are %.2f (m) feet tall!",name,long1/100);
    return 0;
}

5.编写一个程序

提示用户输入以兆位每秒（Mb/s）为单位的下载速度和以兆字节（MB）为单位的文件大小。程序中应计算文件的下载时间。注意，这里1字节等于8位。使用float类型，并用/作为除号。该程序要以下面的格式打印 3 个变量的值（下载速度、文件大小和下载时间），显示小数点后面两位数字：
At 18.12 megabits per second, a file of 2.20 megabytes downloads in 0.97 seconds.

#include<stdio.h>
int main()
{
    float dl_v,fl_num;
    printf("请输入文件下载速度（mb/s）:");
    scanf("%f",&dl_v);
    fflush(stdin);
    printf("文件的大小（mb）：");
    scanf("%f",&fl_num);
    printf("At %.2f megabits per second, a file of %.2f megabytes\n",dl_v,fl_num);
    printf("downloads in %.2f seconds.\n",fl_num/dl_v);
    return 0;
}

6.编写一个程序，先提示用户输入名，然后提示用户输入姓。在一行打印用户输入的名和姓，下一行分别打印名和姓的字母数。字母数要与相应名和姓的结尾对齐，如下所示：

Melissa Honeybee
7　　　　 8
接下来，再打印相同的信息，但是字母个数与相应名和姓的开头对齐，如下所示：
Melissa Honeybee
7　　　 8

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{

    char surname[30];
    char name[30];
    int size_surname,size_name;
    printf("please,enter surname:");
    scanf("%s",surname);
    size_surname=strlen(surname);
    fflush(stdin);
    printf("please,enter name:");
    scanf("%s",name);
    size_name=strlen(name);
    printf("%s %s\n",surname,name);
    // printf("surname=%d , name=%d\n",size_surname,size_name);
    printf("%*d%*d\n",size_surname,size_surname,1+size_name,size_name);
    printf("%s %s\n",surname,name);
    printf("%d%*d\n",size_surname,1+size_surname,size_name);
    return 0;
}

7.编写一个程序

将一个double类型的变量设置为1.0/3.0，一个float类型的变量设置为1.0/3.0。分别显示两次计算的结果各3次：一次显示小数点后面6位数字；一次显示小数点后面12位数字；一次显示小数点后面16位数字。程序中要包含float.h头文件，并显示FLT_DIG和DBL_DIG的值。1.0/3.0的值与这些值一致吗？

#include<stdio.h>
#include<float.h>
int main(void)
{
    double x1=1.0/3.0;
    float  x2=1.0/3.0;
    printf("显示六位：%.6f %.6f\n",x1,x2);
    printf("显示12位：%.12f %.12f\n",x1,x2);
    printf("显示16位：%.16f %.16f\n",x1,x2);
    printf("%f %f\n", FLT_DIG, DBL_DIG);
    return 0;

// FLT_DIG, DBL_DIG
// 这两个宏在float.h头文件下面，用来说明double、float两种数据类型有效数字的位数，
// 注意不是小数点后面的有效位数，而是所有位数。
}

8.编写一个程序

提示用户输入旅行的里程和消耗的汽油量。然后计算并显示消耗每加仑汽油行驶的英里数，显示小数点后面一位数字。接下来，使用1加仑大约3.785升，1英里大约为1.609千米，把单位是英里/加仑的值转换为升/100公里（欧洲通用的燃料消耗表示法），并显示结果，显示小数点后面 1 位数字。注意，美国采用的方案测量消耗单位燃料的行程（值越大越好），而欧洲则采用单位距离消耗的燃料测量方案（值越低越好）。使用#define 创建符号常量或使用 const 限定符创建变量来表示两个转换系数。

#include<stdio.h>
#define Jia_Lun 3.785
int main()
{
    const float ying_li=1.609;
    float li,you;
    printf("用户输入旅行的里程（单位千米）:");
    scanf("%f",&li);
    fflush(stdin);
    printf("消耗的汽油量（单位升）:");
    scanf("%f",&you);
    printf("每加仑汽油行驶的英里数位:%.1f。\n",(you*Jia_Lun)/(li*ying_li));


    return 0;
}