Функция printf() позволяет выводить информацию на экран при программировании в консольном режиме. Данная функция определена в библиотеке stdio.h и имеет следующий синтаксис:
int printf(const char *format [, argument]...);
Здесь первый аргумент *format определяет строку, которая выводится на экран и может содержать специальные управляющие символы для вывода переменных. Затем, следует список необязательных аргументов, которые поясняются ниже. Функуция возвращает либо число отображенных символов, либо отрицательное число в случае своей некорректной работы.
В самой простой реализации функция printf() просто выводит заданную строку на экран монитора:
printf(“Привет мир.”);
Однако с ее помощью можно выводить переменные разного типа: начиная с числовых и заканчивая строковыми. Для выполнения этой операции используются специальные управляющие символы, которые называются спецификаторами и которые начинаются с символа %. Следующий пример демонстрирует вывод целочисленной переменной num на экран монитора с помощью функции printf():
int num;
num = 5;
printf(“%d”, num);
В первых двух строках данной программы задается переменная с именем num типа int. В третьей строке выполняется вывод переменной на экран. Работа функции printf() выглядит следующим образом. Сначала функция анализирует строку, которую необходимо вывести на экран. В данном случае это «%d». Если в этой строке встречается спецификатор, то на его место записывается значение переменной, которая является вторым аргументом функции printf(). В результате, вместо исходной строки «%d» на экране появится строка «5», т.е. будет выведено число 5.
Следует отметить, что спецификатор «%d» выводит только целочисленные типы переменных, например int. Для вывода других типов следует использовать другие спецификаторы. Ниже перечислены основные виды спецификаторов:
%с – одиночный символ
%d – десятичное целое число со знаком
%f – число с плавающей точкой (десятичное представление)
%s – строка символов (для строковых переменных)
%u – десятичное целое без знака
%% - печать знака процента
С помощью функции printf() можно выводить сразу несколько переменных. Для этого используется следующая конструкция:
int num_i;
float num_f;
num_i = 5;
num_f = 10.5;
printf(“num_i = %d, num_f = %f”, num_i, num_f);
Результат выполнения программы будет выглядеть так:
num_i = 5, num_f = 10.5
Кроме спецификаторов в функции printf() используются управляющие символы, такие как перевод строки \n, табуляции \t и др. Например, если в ранее рассмотренном примере необходимо вывести значения переменных не в строчку, а в столбик, то необходимо переписать функцию printf() следующим образом:
printf(“num_i = %d,\n num_f = %f”, num_i, num_f);
Аналогично используется и символ табуляции.
Для ввода информации с клавиатуры удобно использовать функцию scanf() библиотеки stdio.h, которая имеет следующий синтаксис:
int scanf(const char *format [,argument]...);
Здесь, как и для функции printf(), переменная *format определяет форматную строку для определения типа вводимых данных и может содержать те же спецификаторы что и функция printf(). Затем, следует список необязательных аргументов. Работа функции scanf() демонстрируется на листинге 1.4.
Листинг 1.4. Пример использования функции scanf().
#include
int main()
{
int age;
float weight;
printf(“Введите информацию о Вашем возрасте: ”);
scanf(“%d”, &age);
printf(“Введите информацию о Вашем весе: ”);
scanf(“%f”, &weigth);
printf(“Ваш возраст = %d, Ваш вес = %f”, age, weigth);
Return 0;
}
Основным отличием применения функции scanf() от функции printf() является знак & перед именем переменной, в которую записываются результаты ввода.
Функция scanf() может работать сразу с несколькими переменными. Предположим, что необходимо ввести два целых числа с клавиатуры. Формально для этого можно дважды вызвать функцию scanf(), однако лучше воспользоваться такой конструкцией:
scanf(“ %d, %d ”, &n, &m);
Функция scanf() интерпретирует это так, как будто ожидает, что пользователь введет число, затем – запятую, а затем – второе число. Все происходит так, как будто требуется ввести два целых числа следующим образом:
Функция scanf() возвращает число успешно считанных элементов. Если операции считывания не происходило, что бывает в том случае, когда вместо ожидаемого цифрового значения вводится какая-либо буква, то возвращаемое значение равно 0.
Основной задачей программирования является обработка информации, поэтому любой язык программирования имеет средства для ввода и вывода информации. В языке Си нет операторов ввода-вывода.
Ввод и вывод информации осуществляется через функции стандартной библиотеки. Прототипы рассматриваемых функций находятся в файле stdio.h . Эта библиотека содержит функции
- printf() — для вывода информации
- scanf() — для ввода информации.
Вывод информации
Функция printf()
предназначена для форматированного вывода. Она переводит данные в символьное представление и выводит полученные изображения символов на экран. При этом у программиста имеется возможность форматировать данные, то есть влиять на их представление
на экране.
Общая форма записи функции printf()
:
printf("СтрокаФорматов"
, объект1, объект2, ..., объектn);
СтрокаФорматов состоит из следующих элементов:
- управляющих символов;
- текста, представленного для непосредственного вывода;
- форматов, предназначенных для вывода значений переменных различных типов.
Объекты могут отсутствовать.
Управляющие символы не выводятся на экран, а управляют расположением выводимых символов. Отличительной чертой управляющего символа является наличие обратного слэша ‘\’ перед ним.
Основные управляющие символы:
- ‘\n’ - перевод строки;
- ‘\t’ - горизонтальная табуляция;
- ‘\v’ - вертикальная табуляция;
- ‘\b’ - возврат на символ;
- ‘\r’ - возврат на начало строки;
- ‘\a’ - звуковой сигнал.
Форматы нужны для того, чтобы указывать вид, в котором информация будет выведена на экран. Отличительной чертой формата является наличие символа процент ‘%’ перед ним:
- %d - целое число типа int со знаком в десятичной системе счисления;
- %u - целое число типа unsigned int ;
- %x - целое число типа int со знаком в шестнадцатеричной системе счисления;
- %o - целое число типа int со знаком в восьмеричной системе счисления;
- %hd - целое число типа short со знаком в десятичной системе счисления;
- %hu - целое число типа unsigned short ;
- %hx - целое число типа short со знаком в шестнадцатеричной системе счисления;
- %ld - целое число типа long int со знаком в десятичной системе счисления;
- %lu - целое число типа unsigned long int ;
- %lx - целое число типа long int со знаком в шестнадцатеричной системе счисления;
- %f - вещественный формат (числа с плавающей точкой типа float );
- %lf - вещественный формат двойной точности (числа с плавающей точкой типа double );
- %e - вещественный формат в экспоненциальной форме (числа с плавающей точкой типа float в экспоненциальной форме);
- %c - символьный формат;
- %s - строковый формат.
Строка форматов содержит форматы для вывода значений. Каждый формат вывода начинается с символа %
. После строки форматов через запятую указываются имена переменных, которые необходимо вывести.
Количество символов %
в строке формата должно совпадать с количеством переменных для вывода. Тип каждого формата должен совпадать с типом переменной, которая будет выводиться на это место. Замещение форматов вывода значениями переменных происходит в порядке их следования.
Пример на Си
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
#include
int
main()
{
int
a = 5;
float
x = 2.78;
printf("a=%d\n"
, a);
printf("x=%f\n"
, x);
getchar();
return
0;
}
Результат работы программы
Тот же самый код может быть представлен с использованием одного вызова printf
:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
#include
int
main()
{
int
a = 5;
float
x = 2.78;
printf("a=%d\nx=%f\n"
, a, x);
getchar();
return
0;
}
Табличный вывод
При указании формата можно явным образом указать общее количество знакомест и количество знакомест, занимаемых дробной частью:
1
2
3
4
5
6
7
8
#include
int
main()
{
float
x = 1.2345;
printf("x=%10.5f\n"
, x);
getchar();
return
0;
}
Результат выполнения
В приведенном примере 10 - общее количество знакомест, отводимое под значение переменной; 5 - количество позиций после разделителя целой и дробной части (после десятичной точки). В указанном примере количество знакомест в выводимом числе меньше 10, поэтому свободные знакоместа слева от числа заполняются пробелами. Такой способ форматирования часто используется для построения таблиц.
Ввод информации
Функция форматированного ввода данных с клавиатуры scanf()
выполняет чтение данных, вводимых с клавиатуры, преобразует их во внутренний формат и передает вызывающей функции. При этом программист задает правила интерпретации входных данных с помощью спецификаций форматной строки.
Общая форма записи функции scanf()
:
scanf ("CтрокаФорматов"
, адрес1, адрес2,...);
Строка форматов аналогична функции printf()
.
Для формирования адреса переменной используется символ амперсанд ‘&’
:
адрес = &объект
Строка форматов и список аргументов для функции обязательны.
Пример на Си
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
// для возможности использования scanf
#include
#include
int
main()
{
float
y;
system("chcp 1251"
); // переходим в консоли на русский язык
system("cls"
); // очищаем окно консоли
printf("Введите y: "
); // выводим сообщение
scanf("%f"
, &y); // вводим значения переменной y
printf("Значение переменной y=%f"
, y); // выводим значение переменной y
getchar(); getchar();
return
0;
}
Результат работы программы:
Функция scanf()
является функцией незащищенного ввода, т.к. появилась она в ранних версиях языка Си. Поэтому чтобы разрешить работу данной функции в современных компиляторах необходимо в начало программы добавить строчку
#define
_CRT_SECURE_NO_WARNINGS
Другой вариант — воспользоваться функцией защищенного ввода scanf_s()
, которая появилась несколько позже, но содержит тот же самый список параметров.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
#include
int
main()
{
int
a;
printf("a = "
);
scanf_s("%d"
, &a);
printf("a = %d"
,a);
getchar(); getchar();
return
0;
}
В то время как функция printf() осуществляет форматированный вывод данных, функция scanf() осуществляет их форматированный ввод. Это значит, что поступающие на ввод данные преобразуются соответственно указанному формату(ам) и записываются по адресу(ам) указанной(ых) переменной(ых):
Scanf(строка_формата, адреса_переменных);
Причина, по которой в scanf() передаются адреса, а не значения переменных, очевидна. Функция scanf() должна изменять значения переменных тех функций, из которых вызывается. Единственный способ - это получить адреса областей памяти.
Спецификации формата данных, допустимые в строке формата, для scanf() почти идентичны тем, что были описаны для функции printf() . На этом уроке мы подробно не рассмотрим все возможности форматированного ввода с помощью scanf() , зато разберем ряд конкретных примеров.
Ввод чисел, символов и строк
Пример ввода-вывода целого и вещественного чисел, символа и строки:
int a; float b; char ch, str[ 30 ] ; scanf ("%d%f%c%s" , & a, & b, & ch, str) ; printf ("%d %.3f %c %s\n " , a, b, ch, str) ;
Результат:
45 34.3456y hello 45 34.346 y hello
Здесь при выполнении программы все данные были введены в одну строку. Разделителем между числами и строками является пробел, а также любой другой символ пустого пространства (например, "\n"). Однако при считывании символа, пробел учитывается как символ; чтобы этого не произошло, в примере букву записали сразу после числа. Данные можно было бы ввести, разделяя их переходом на новую строку (опять же при этом надо иметь ввиду, как считывается символ).
В строке формата функции scanf() между спецификациями вполне допустимо поставить пробелы: %d %f %c %s . Они никакой роли не сыграют. Понятно, что данные можно было получить и так:
scanf ("%d" , & a) ; scanf ("%f" , & b) ; scanf ("%c" , & ch) ; scanf ("%s" , str) ;
Обратите внимание, перед переменной str отсутствует знак амперсанда. Это не опечатка. В последующих уроках вы узнаете, что имя массива уже само по себе является ссылкой на массив (другими словами, str содержит адрес начала массива).
В функции scanf() в спецификации формата вещественных чисел не указывается точность представления числа. Запись типа %.3f или %.10lf приведет к невозможности получить вещественное число. Чтобы получить число типа double используют формат %lf, для long double - %Lf.
Для целых чисел: длинное целое - %ld, короткое целое - %hd. Кроме того, существуют спецификации для ввода восьмеричных и шестнадцатеричных чисел.
Функция scanf() возвращает количество удачно считанных данных; т.е. значение, возвращаемое функцией, можно проанализировать и таким образом узнать, корректно ли были введены данные. Например:
int a; double b; char ch, str[ 30 ] ; ch = scanf ("%d %lf %s" , & a, & b, str) ; if (ch == 3 ) printf ("%d %.3lf %s\n " , a, b, str) ; else printf ("Error input\n " ) ;
Использование обычных символов
В строке формата scanf() допустимо использование обычных символов. В этом случае при вводе данных также должны вводится и эти символы:
int a, b, c; scanf ("%d + %d = %d" , & a, & b, & c) ; printf ("Your answer is %d\n The correct answer is %d\n " , c, a+ b) ;
В данном случае, когда программа выполняется, ввод должен выглядеть примерно так: 342+1024 = 1366. Знаки "+" и "=" обязательно должны присутствовать между числами, наличие пробелов или их отсутствие абсолютно никакой роли не играет:
45 + 839=875 Your answer is 875 The correct answer is 884
Запрет присваивания
Если какие-либо данные, вводимые пользователем, следует проигнорировать, то используют запрет присваивания, ставя после знака %, но перед буквой формата звездочку *. В таком случае данные считываются, но никакой переменной не присваиваются. Это можно использовать, например, когда нет определенной уверенности в том, что поступит на ввод, с одной стороны, и нужды сохранять эти данные, с другой:
float arr[ 3 ] ; int i; for (i = 0 ; i < 3 ; i++ ) scanf ("%*s %f" , & arr[ i] ) ; printf ("Sum: %.2f\n " , arr[ 0 ] + arr[ 1 ] + arr[ 2 ] ) ;
Здесь предполагается, что перед каждым числом будет вводится строка, которую следует проигнорировать, например:
First: 23.356 Second: 17.285 Third: 32.457 Sum: 73.098
Использование "шаблонов"
Для функции scanf() есть пара спецификаций формата, отдаленно напоминающих шаблоны командной оболочки и др. Формат […] позволяет получить строку, содержащую любые символы, указанные в квадратных скобках. Как только на ввод поступает символ, не входящий в указанный набор, считывание данных прекращается. Формат [^…], наоборот, помещает в строку символы, не входящие в указанный набор, до тех пор пока не встретит любой из указанных.
В примере ниже как только поступает не цифра, считывание ввода завершается. При этом если первый символ - не цифра, то в str вообще ничего не записывается:
char str[ 30 ] = "" ; scanf ("%" , str) ; printf ("%s\n " , str) ;
А в этом случае строке будет присвоена последовательность символов до любого из указанных знаков препинания:
scanf ("%[^;:,!?]" , str) ; printf ("%s\n " , str) ;
Результат:
Hello, World! Hello
Некоторые особенности и ограничения функции scanf()
Как только поступают некорректные данные, функция scanf() завершает свою работу. В примере:
scanf
("%d%f"
,
&
a,
&
b)
;
если переменной a попытаться присвоить символ или строку, что невозможно, то переменная bуже обрабатываться не будет. Можно предположить, что так будет надежнее:
scanf ("%d" , & a) ; scanf ("%f" , & b) ;
Вроде бы неудачное считывание a не должно оказывать никакого влияния на b, т.к. это уже иной вызов scanf() . Но не все так просто: при некорректном вводе данные остаются в буфере и пытаются "навязать" себя последующим вызовам scanf() . Поэтому при использовании scanf() надо думать о том, как в случае некорректного ввода очистить буфер. Например, это можно сделать так, как показано ниже, или путем использования специальных функций (здесь не рассматриваются):
if (scanf ("%d" , & a) != 1 ) // если данные не удалось присвоить переменной, scanf ("%*s" ) ; // то выбросить их в виде строки. scanf ("%f" , & b) ;
Разделителем данных для scanf() являются символы пустого пространства. Это означает отсутствие возможности записать строку, содержащую неизвестное количество пробелов, в одну переменную, используя только scanf() . Придется использовать либо другую функцию (например, getchar()), либо создать циклическую конструкцию, считывающую по одному слову и добавляющую его к общей строке.
Таким образом, не смотря на достаточно большие возможности scanf() , эта функция хранит в себе ряд неудобств и опасностей.
Решение задач
- На прошлом занятии вы написали программу, содержащую функции, вычисляющие факториал числа и заданный элемент ряда Фибоначчи. Измените эту программу таким образом, чтобы она запрашивала у пользователя, что он хочет вычислить: факториал или число Фибоначчи. Затем программа запрашивала бы у пользователя либо число для вычисления факториала, либо номер элемента ряда Фибоначчи.
- Напишите программу, которая запрашивает у пользователя две даты в формате дд.мм.гггг. Дни, месяцы и года следует присвоить целочисленным переменным. Программа должна выводить на экран информацию о том, какая дата более ранняя, а какая более поздняя.
- Используя цикл, напишите код, в котором пользователю предлагается вводить данные до тех пор, пока он не сделает это корректно, т.е. пока все указанные в scanf() переменные не получат свои значения. Протестируйте программу.
]
SCANF
#include
