Mdr-C-Tutorial

主题

13.3 无格式/有格式输入输出 ​

本节把 <stdio.h> 的 I/O 分成两类：

  1. 无格式 I/O：按字符或按字节块读写，不进行解析与格式化；
  2. 有格式 I/O：按格式字符串解析/生成文本（例如 printf / scanf 家族）。

1. 无格式 I/O ​

1.1 字符 I/O：fgetc / fputc ​

c
#include <stdio.h>

int fgetc(FILE* stream);
int fputc(int ch, FILE* stream);

它们以 int 形式返回读到的字符（或写入结果），并使用 EOF 表示失败或文件结束（对读操作）。

标准输入输出的便捷版本是：

c
int getchar(void);  /* 等价于 fgetc(stdin) */
int putchar(int ch);/* 等价于 fputc(ch, stdout) */

这里只列出函数原型，没有函数调用，因此不会产生运行期输出。

1.2 行 I/O：fgets / fputs ​

c
#include <stdio.h>

char* fgets(char* s, int n, FILE* stream);
int fputs(const char* s, FILE* stream);

这里只列出函数原型，没有函数调用，因此不会产生运行期输出。

fgets 最多读入 n - 1 个字符，并保证以空字符终止；若读取失败返回空指针。

1.3 块 I/O：fread / fwrite ​

c
#include <stdio.h>

size_t fread(void* ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);
size_t fwrite(const void* ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);

它们以“元素个数”为单位返回成功读写的元素数量。若返回值小于 nmemb，需要结合 feof / ferror 判断是文件结束还是错误（见 13.5）。

2. 有格式 I/O ​

2.1 printf 家族（输出） ​

c
#include <stdio.h>

int printf(const char* format, ...);
int fprintf(FILE* stream, const char* format, ...);
int snprintf(char* s, size_t n, const char* format, ...);

这里只列出函数原型，没有函数调用，因此不会产生运行期输出。

它们返回输出的字符数（失败时返回负值）。

snprintf 的位置

snprintf 是把格式化结果写入字符数组的接口。为了避免写越界，应优先使用 snprintf，并检查返回值。

2.2 scanf 家族（输入） ​

c
#include <stdio.h>

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

它们返回成功匹配并赋值的项数；若在任何赋值发生之前就到达文件结束，返回 EOF。

2.3 最常见的风险点 ​

  1. %s 默认读入到空白符为止，且不会自动检查目标数组大小，容易写越界。
  2. scanf 的返回值必须检查，否则输入失败时对象会保留旧值，导致后续逻辑错误。

示例：为 %s 指定最大宽度：

c
char name[16];
if (scanf("%15s", name) != 1) {
    return 1;
}

3. 习题 ​

#11306
⚡4⏳3

写一个程序：逐行读取标准输入，并在每行前输出行号（从 1 开始）。

要求：

  1. 使用 fgets；
  2. 正确处理超长行（即一次 fgets 读不完一行的情况）。
#11307
⚡5⏳3

写一个程序：从标准输入读入若干个 int，计算它们的和并输出。

要求：

  1. 使用 scanf；
  2. 正确处理“输入到达 EOF”与“输入格式错误”两种结束条件。
#11308
⚡5⏳4选做

实现能够读取任意可表示长度文本行的函数：

c
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>

typedef enum {
    READ_LINE_OK,
    READ_LINE_END,
    READ_LINE_IO_ERROR,
    READ_LINE_NO_MEMORY,
    READ_LINE_INVALID
} ReadLineResult;

ReadLineResult read_line(
    FILE *stream,
    char **out_line,
    size_t *out_length
);

要求：

  1. 从流的当前位置读取一行，消费行末的换行符，但不把它放入结果。
  2. 成功时返回以空字符结尾的动态字符数组，并通过 out_length 返回换行符之前的字节数；结果中原有的零字节由长度字段区分。
  3. 空行也返回 READ_LINE_OK。尚未读取任何字节便遇到文件末尾时返回 READ_LINE_END。
  4. 文件末尾前最后一行没有换行符时，仍应成功返回该行。
  5. 参数无效、读取失败、长度无法表示或分配失败时释放本次调用申请的存储，并保持两个输出对象不变。
  6. 调用方拥有成功返回的存储，并负责用 free 释放。
  7. 不得假设流支持定位；存储容量采用几何增长。