C语言输入输出与文件操作详解

### C语言输入输出与文件操作详解 #### 1. 格式化输出 - printf 输出函数`printf`用于将内部值转换为字符。其基本声明如下： ```c int printf(char *format, arg1, arg2, ...); ``` `printf`在`format`的控制下，对参数进行转换、格式化并打印到标准输出，同时返回打印的字符数。 格式字符串包含两种对象： - 普通字符：直接复制到输出流。 - 转换说明：以`%`开头，以转换字符结尾，用于对后续参数进行转换和打印。在`%`和转换字符之间可能依次包含以下内容： - 减号：指定转换后的参数左对齐。 - 数字：指定最小字段宽度。 - 句点：分隔字段宽度和精度。 - 数字（精度）：对于字符串，指定最多打印的字符数；对于浮点数，指定小数点后的位数；对于整数，指定最小位数。 - `h`：表示将整数作为短整型打印；`l`：表示将整数作为长整型打印。 常见的转换字符及其作用如下表所示： | 字符 | 参数类型；打印形式 | | ---- | ---- | | d, i | int；十进制数 | | o | int；无符号八进制数（无前导零） | | x, X | int；无符号十六进制数（无前导 0x 或 0X），用 abcdef 或 ABCDEF 表示 10 到 15 | | u | int；无符号十进制数 | | c | int；单个字符 | | s | char *；打印字符串中的字符，直到遇到`\0`或达到精度指定的字符数 | | f | double；`[-]m.dddddd`，d 的数量由精度指定（默认 6） | | e, E | double；`[-]m.dddddde+/-xx` 或 `[-]m.ddddddE+/-xx`，d 的数量由精度指定（默认 6） | | g, G | double；如果指数小于 -4 或大于等于精度，则使用`%e`或`%E`；否则使用`%f`，不打印尾随零和尾随小数点 | | p | void *；指针（实现相关的表示形式） | | % | 不转换参数；打印一个`%` | 宽度或精度可以指定为`*`，此时值通过转换下一个参数（必须为`int`类型）来计算。例如，要打印字符串`s`中最多`max`个字符，可以使用： ```c printf("%.*s", max, s); ``` 需要注意的是，`printf`根据第一个参数来确定后续参数的数量和类型。如果参数数量不足或类型错误，可能会导致结果错误。同时，要注意以下两种调用方式的区别： ```c printf(s); /* 如果 s 包含 % 会失败 */ printf("%s", s); /* 安全 */ ``` 函数`sprintf`与`printf`的转换功能相同，但将输出存储在字符串中： ```c int sprintf(char *string, char *format, arg1, arg2, ...); ``` 下面是不同格式说明符对字符串 “hello, world” 打印效果的示例： | 格式说明符 | 打印结果 | | ---- | ---- | | :%s: | :hello, world: | | :%10s: | :hello, world: | | :%.10s: | :hello, wor: | | :%-10s: | :hello, world: | | :%.15s: | :hello, world: | | :%-15s: | :hello, world : | | :%15.10s: | : hello, wor: | | :%-15.10s: | :hello, wor : | #### 2. 可变长度参数列表 为了展示如何以可移植的方式编写处理可变长度参数列表的函数，这里实现了一个简化版的`printf`函数`minprintf`。`minprintf`会处理格式字符串和参数，但调用真正的`printf`进行格式转换。 `printf`的正确声明为： ```c int printf(char *fmt, ...) ``` 其中`...`表示参数的数量和类型可以变化，且只能出现在参数列表的末尾。`minprintf`的声明如下： ```c void minprintf(char *fmt, ...) ``` 为了处理可变长度参数列表，需要使用标准头文件`<stdarg.h>`，其中包含一组宏定义，用于遍历参数列表。具体步骤如下： 1. 使用`va_list`类型声明一个变量（如`ap`），用于依次引用每个参数。 2. 使用`va_start`宏初始化`ap`，使其指向第一个未命名的参数。调用前必须至少有一个命名参数，`va_start`会使用最后一个命名参数来开始遍历。 3. 每次调用`va_arg`返回一个参数，并将`ap`指向下一个参数，`va_arg`使用类型名来确定返回的类型和步长。 4. 使用`va_end`进行必要的清理工作，必须在程序返回前调用。 以下是`minprintf`的实现代码： ```c #include <stdarg.h> /* minprintf: minimal printf with variable argument list */ void minprintf(char *fmt, ...) { va_list ap; /* points to each unnamed arg in turn */ char *p, *sval; int ival; double dval; va_start(ap, fmt); /* make ap point to 1st unnamed arg */ for (p = fmt; *p; p++) { if (*p != '%') { putchar(*p); continue; } switch (*++p) { case 'd': ival = va_arg(ap, int); printf("%d", ival); break; case 'f': dval = va_arg(ap, double); printf("%f", dval); break; case 's': for (sval = va_arg(ap, char *); *sval; sval++) putchar(*sval); break; default: putchar(*p); break; } } va_end(ap); /* clean up when d ```