C 中的流

标准 C 库（通过 #include <stdio.h> 引入）包含若干用于执行输入和输出操作的函数。

C 和 UNIX 使用一种称为 流 的概念，允许程序、设备与操作系统之间传输数据。我们可以区分两种类型的流：文本流和二进制流。

• 文本流由行组成，每行包含零个或多个字符，并以换行符 \n 结尾。
• 二进制流更为“原始”，由任意数量的字节组成。

所有 C 程序都内置了三个流：标准输入、标准输出 和 标准错误。以下是标准输入和标准输出流的一些使用示例：

• 当我们在终端中与 C 程序交互并输入值传递给程序时，就是在使用标准输入。

• UNIX 提供了 管道 的概念，可以将任意流（如某个程序或设备的输出）重定向为另一个进程（如你的程序）的输入。当我们把流重定向到程序并作为输入接收时，就是使用了标准输入流。

• 当我们的程序使用 printf（见下文）向屏幕打印内容时，就是在使用标准输出。

• 文件（如数据文件）也与流相关联，我们将在下面学习如何从文件读取数据和向文件写入数据。

我们不会在此讨论标准错误。有关标准错误的详细信息，请参考 UNIX 参考手册或 C 语言书籍。

字符 I/O：getchar 和 putchar

当我们需要逐个字符地读取数据时，可以使用 getchar 函数。putchar 函数则用于将单个字符逐个写入标准输出。在终端运行 ./main 可以看到效果：

格式化 I/O：printf 和 scanf

我们可以读取符合特定格式的输入数据，也可以按需格式化输出内容。

printf 函数

在许多示例代码中，我们都使用了 printf 函数来向屏幕输出格式化内容。通常情况下，printf 函数接受两个参数：第一个是字符串参数，用于指定要输出的内容，包括格式说明符；第二个是变量列表，提供格式字符串中各部分所需的数据。

以下是一个示例，展示如何输出一个包含格式化整数、浮点数和字符串的句子：

1#include <stdio.h>
2
3int main(void) {
4  int i = 42;
5  char str[] = "the meaning of life";
6  double p = 3.14159265;
7  printf("pi is about %10.8f and %s is %d\n", p, str, i);
8  return 0;
9}

让我们分析第 7 行的 printf 语句。格式字符串中包含三个数值格式说明符。第一个 %10.8f 表示我们要输出一个浮点数（f），保留 8 位小数（.8），并为其分配 10 列宽度（10）。第二个格式说明符 %s 对应字符串类型。第三个 %d 对应整数类型。

如需其他格式化需求，建议查阅参考手册。

scanf 函数

要从标准输入读取格式化的数据，可以使用 scanf 函数。与 printf 类似，它第一个参数是格式字符串，后续参数指定每个输入项的目标位置。但与 printf 不同的是，scanf 要求这些目标参数必须是内存中对应位置的地址（例如传入指针）。

以下是一个简单示例，用于从标准输入读取一个日期，预期输入格式如下：

输入的期望格式

121 May 2024

注意第 7 行中，我们使用取地址符（&）传递了 day 和 year 的地址，但没有对 monthname 做同样处理。这是因为 monthname 本身就是一个指向字符数组的指针，已包含数组首地址。

scanf 函数会忽略格式字符串中的空格和制表符，并在查找输入值时跳过空白字符（空格、制表符、换行符等）。

程序输入后的预期输出

1$ ./main
2Enter day, month (name), and year:
321 May 2024
4The date is May 21, 2024

除了与终端进行数据交换外，我们还可以从文本文件读取数据并写入文件。下一课我们将继续学习相关内容！