上一篇我们认识了变量和数据类型，但光声明变量还不够，程序得能和用户交互才行。输入输出就是程序与外界沟通的桥梁。这篇文章我们来把 C 语言里最常用的输入输出函数彻底讲清楚。
学习目标
读完这篇文章，你会掌握：
printf的格式控制方法scanf读取各种类型数据的方式scanf留下的缓冲区坑怎么踩、怎么绕getchar和putchar的用法- 一些初学者最常犯的输入输出错误
什么是输入输出流
在 C 语言里，输入输出被抽象成流（stream）——你可以把它想象成一根水管，数据像水一样在水管里流动。
程序启动时，系统会自动打开三个标准流：
| 流名称 | 对应设备 | 说明 |
|---|---|---|
stdin（标准输入） | 键盘 | 程序从键盘读取数据，也叫标准输入 |
stdout（标准输出） | 屏幕 | 程序向屏幕输出普通信息，也叫标准输出 |
stderr（标准错误） | 屏幕 | 程序向屏幕输出错误信息，也叫标准错误 |
stdout 和 stderr 都输出到屏幕，看起来没区别，但系统把它们分开是因为你可以把它们重定向到不同的地方。比如只把错误信息记录到文件里，而正常输出不管。初学阶段，你只用关心 stdin（程序从哪里读数据）和 stdout（程序把结果写到哪里）。我们接下来要学的 printf、scanf、getchar、putchar 默认就使用 stdin 和 stdout。
printf：按格式输出
printf 的全称是 print formatted，意思是“按格式打印”。你可以把它理解成一个模板：先写好格式字符串，再把要填进去的值放在后面。
#include <stdio.h>
int main() {
int age = 20;
printf("我今年 %d 岁。\n", age);
return 0;
}
运行结果：
我今年 20 岁。
%d 就是一个占位符，会被后面的 age 替换掉。格式字符串里可以写多个占位符，只要后面的值一一对应就行。
printf("姓名：%s，年龄：%d，成绩：%f\n", "Alice", 20, 92.5);
控制输出宽度与精度
printf 还能控制输出格式，比如对齐、小数位数等。
#include <stdio.h>
int main() {
double pi = 3.14159265;
int n = 42;
printf("默认输出：%f\n", pi);
printf("保留两位小数：%.2f\n", pi);
printf("占 10 个字符宽度：%10d\n", n);
printf("左对齐：%-10d\n", n);
return 0;
}
输出：
默认输出：3.141593
保留两位小数：3.14
占 10 个字符宽度： 42
左对齐：42
%.2f表示保留两位小数%10d表示至少占 10 个字符宽度，不够就左边补空格%-10d表示左对齐，右边补空格
提示
如果你发现 printf 输出的小数位数和你想的不一样，不要慌，用 %.nf 明确指定小数位数即可。printf 默认输出 6 位小数。
printf 的输出目标
printf 默认把内容写到 stdout。如果需要把内容写到 stderr，通常用 fprintf(stderr, ...)。初学阶段，你只需知道存在这两种方式即可，大部分时候我们用 printf 就足够了。
scanf：从键盘读取数据
scanf 用来从标准输入读取数据，并存到变量里。它的工作方式和 printf 类似，也是通过格式占位符来解析输入。
#include <stdio.h>
int main() {
int age;
printf("请输入你的年龄：");
scanf("%d", &age);
printf("你的年龄是：%d\n", age);
return 0;
}
注意 scanf 里变量前面要加 &，这是取地址运算符。因为 scanf 需要知道数据应该写回到内存的哪个位置。
连续读取多个值
#include <stdio.h>
int main() {
int a, b;
printf("请输入两个整数，用空格隔开：");
scanf("%d %d", &a, &b);
printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
return 0;
}
你可以输入 3 5，也可以输入 3 之后按回车再输入 5。scanf 会自动跳过空白字符。
scanf 的缓冲区遗留问题
这是初学者最容易踩的坑之一。
当你用 %d 读取一个整数后按下回车，回车符 \n 会留在输入缓冲区里。如果你紧接着用 %c 读取一个字符，scanf 会直接把这个残留的 \n 读走，导致你以为它“没有读取”。
#include <stdio.h>
int main() {
int age;
char grade;
printf("请输入年龄：");
scanf("%d", &age);
printf("请输入等级：");
scanf("%c", &grade); // 这里会读到之前剩下的 \n
printf("年龄：%d，等级：%c\n", age, grade);
return 0;
}
输入：
20
A
输出：
年龄：20，等级：
看到没有，等级变成空了，因为 %c 把回车读走了。
怎么解决
最稳妥的方法是在 %c 前面加一个空格：" %c"。这个空格会告诉 scanf 跳过所有空白字符。
scanf(" %c", &grade); // 注意 %c 前面有个空格
你也可以在两次输入之间用一个 getchar() 把残留的回车吃掉：
getchar(); // 吃掉缓冲区里的 \n
scanf("%c", &grade);
提示
用 %c 读字符时，前面加空格是一个好习惯。除非你确实想读取空白字符，否则建议都写成 " %c"。
scanf 的返回值
用户可能输入字母、超出范围的数字，也可能直接结束输入。scanf 的返回值表示成功完成了多少个转换：
int age;
if (scanf("%d", &age) != 1) {
printf("输入有误，请输入整数\n");
return 1;
}
如果输入了非数字，scanf 会返回 0，就不会读到 age 里。检查返回值是一个好的编程习惯，初学阶段至少要知道它的存在。
getchar 与 putchar
如果只想读一个字符或输出一个字符，可以用更轻量的 getchar 和 putchar。
#include <stdio.h>
int main() {
char c;
printf("请输入一个字符：");
c = getchar();
printf("你输入的是：");
putchar(c);
putchar('\n');
return 0;
}
getchar 会从标准输入读取一个字符，putchar 会向标准输出打印一个字符。它们同样会受到输入缓冲区的影响。
C++ 中的 cin 和 cout
既然这个系列叫 C/C++ 语言与程序设计，提一下 C++ 的输入输出也无妨。C++ 用 cin 和 cout：
#include <iostream>
int main() {
int age;
std::cout << "请输入年龄：";
std::cin >> age;
std::cout << "你的年龄是：" << age << std::endl;
return 0;
}
cin 和 cout 不需要格式占位符，也不需要写 &，代码看起来简洁一些。但在学习初期，我建议你先扎实地掌握 scanf 和 printf，因为它们能让你更清楚地理解数据类型和内存地址这些概念。
常见输入输出错误
- 变量前面忘记加
&
int x;
scanf("%d", x); // 错误！应该是 &x
- 格式占位符和变量类型不匹配
int x;
scanf("%f", &x); // 错误！%f 对应 float，不是 int
- 缓冲区残留导致字符读取异常
这个问题前面已经详细讲过了，解决办法是 " %c" 或中间加 getchar()。
- 输出字符串用了单引号
printf('hello'); // 错误！printf 第一个参数应该是字符串，用双引号
printf("hello"); // 正确
printf占位符数量和后面对应不上
printf("a = %d, b = %d\n", a); // 少了一个参数，行为未定义
小结
这篇文章我们讲了 C 语言的基本输入输出：
- 程序通过流与外界交互，最常用的是
stdin（键盘输入）和stdout（屏幕输出） printf按格式输出，可以用%.2f、%10d等控制显示样式scanf按格式读取，变量前要加&scanf读字符时容易受到缓冲区残留换行符的影响，用" %c"可以解决getchar和putchar适合单个字符的读写C++的cin/cout更简洁，但学习初期建议先掌握scanf/printf
下一篇，我们进入运算的世界，看看 C 语言里的算术、关系和逻辑运算符。