程序输入与输出

当我们操作一个linux终端的时候，执行linux命令程序，可以看到命令的输出信息，或者要求输入数据。那么，这些操作就是linux命令程序与用户进行交互。程序与用户的交互过程，可以认为是程序的输入与输出过程。这里我们先介绍程序在终端的输入与输出；当介绍到文件操作的时候，程序可以与硬盘进行输入输出的操作。

printf函数

在编程的过程中，我们需要输出一些有用的调试日志信息，便于跟踪调试程序。例如，我们想知道在程序运行的过程中，某一个变量的值，某一个内存地址的值，或者提示用户，当前程序正在进行什么工作。那么，这一切都离不开printf()函数。

在C语言的库函数中，提供了printf()函数，能够输出多种数据格式，非常有用于调试输出信息。更高级的使用，可以配合sprintf()或snprintf()函数，可以把数据格式化输出到内存块中，方便快速组合出有用的字符串格式。

首先，我们来看看printf()函数，如下是一个简单的测试例子：

程序运行的结果如下：

可以看到，在printf()函数中，把age变量的值给打印出来，让我们可以看到程序里，某一个变量的内容。此时，我们知道了printf()函数的作用，那么，下面来看看printf()函数的定义格式和各种使用方式。

2.1 printf函数定义和基本使用

C语言提供的printf()函数定义如下：

int printf(const char* format_str, [argument list]);

函数分析：

(1) 参数 format_str 是控制格式输出字符串；

(2) 参数 argument list 是参数列表，该参数是可选参数，不是必须要设置的，可以为空；

(3) 函数的返回值是int类型，是实际打印输出的字符个数；

如下是一个程序测试例子：

程序运行的结果如下：

就是只输出一串字符串。在这个例子中，printf()函数的参数只携带了控制格式输出字符串，不携带参数列表。所以，它的作用就只是输出一串字符串。

2.2 printf函数输出格式

1 输出字符和字符串

格式转换符有：

(1) %c --- 输出一个字符；

(2) %s --- 输出一个字符串；

如下是程序测试例子：

程序运行的结果如下：

通过测试例子，可以知道：

(1) %c 格式，把变量a存储的数据当作一个字符输出；

(2) %s 格式，把变量pstr指向的字符串输出；

2 输出有符号和无符号整数

格式转换符有：

(1) %d --- 输出有符号数的十进制格式；

(2) %u --- 输出无符号数的十进制格式；

如下是程序测试例子：

程序运行的结果如下：

通过测试例子，可以知道：

(1) %d 格式，输出有符号数的十进制格式，例如上面的例子中，把255这个数值存放到a变量，由于a是char类型，只有1个字节的容量。255表示的二进制是1111 1111，最高位是符号位，符号位为1表示负数。最终，表示的负数是：数值位取反，得到000 0000，然后，再加1，就得到 000 0001，所以，就是-1这个数值。

(2) %u 格式，输出无符号数的十进制格式，在上面的例子中，unsigned 指定变量是无符号类型，所以，unsigned char 这个类型表示的1个字节中，没有符号位，一个字节中的8位都是数值位，所以，存放的二进制是 1111 1111表示的数值就是255。

3 输出十六进制和八进制

格式转换符有：

(1) %x --- 输出数值是十六进制格式，是小写字符；

(2) %X --- 输出数值是十六进制格式，是大写字符；

(3) %o --- 输出数值是八进制格式；

如下是程序测试例子：

程序运行的结果如下：

通过测试例子，可以知道：

(1) %x格式，把变量x存放的数据值，以十六进制格式输出，如果输出十六进制有字母，则以小写格式表示。

(2) %X格式，就是大写的X字母，以十六进制格式输出变量x的值，如果输出的十六进制有字母，则以大写格式表示。

(3) %o格式，是以八进制格式输出数值。

4 浮点数

格式转换符有：

(1) %f --- 以浮点数的格式输出数值，就是带小数点的数据；

(2) %e --- 以科学计数法e的方式输出浮点数；

如下是程序测试例子：

程序运行的结果如下：

通过测试例子，可以知道：

(1) %f格式，输出带有小数点的浮点数；

(2) %e格式，以科学计数法e的方式输出浮点数的值，例如上面的例子中，输出：

x1 = 1.250000e+01

根据科学计数法e的表示格式，e字母后面带数值N表示10的N次方。那么，1.250000e+01这个数值中，e字母后面带有数值1，表示10的1次方。所以有：

1.250000e+01 = 1.250000 * 10^1 = 1.250000 * 10 = 12.5

所以对于x这个数值，使用%f, %e格式表示，都是相同的值。

5 转移字符

转移字符格式有：

(1) n --- 换行；

(2) t --- 水平跳格，如同按下TAB按键；

(3) r --- 回到当前行的开始位置；

(4) ’ --- 输出单引号；

(5) ” --- 输出双引号；

(6) \ --- 输出一条反斜杠；

如下是程序测试例子：

程序运行的结果如下：

其中，注意：

printf("abcwwwr123n");

开始在新的一行输出 abcwww，然后，遇到 r 的时候，回到行的开始位置，就回到字符a这个位置，然后，再输出123，此时，新输出的123字符就把abc字符给覆盖。最终，输出123www这样的字符。