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C語言從鍵盤輸入數據

編輯：C語言基礎知識

程序是人機交互的媒介，有輸出必然也有輸入。在C語言中，有多個函數可以從鍵盤獲得用戶輸入：

scanf()：和 printf() 類似，scanf() 可以輸入多種類型的數據。
getchar()、getche()、getch()：這三個函數都用於輸入單個字符。
gets()：獲取一行數據，並作為字符串處理。

scanf() 是最靈活、最復雜、最常用的輸入函數，但它不能完全取代其他函數，大家都要有所了解。

scanf()函數

scanf 是 scan format 的縮寫，意思是格式化掃描，也就是從鍵盤獲得用戶輸入。我們先來看一個例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int a, b, c, d;
    scanf("%d", &a);  //輸入整數並賦值給變量a
    scanf("%d", &b);  //輸入整數並賦值給變量b
    printf("a+b=%d\n", a+b);  //計算a+b的值
    scanf("%d %d", &c, &d);  //輸入兩個整數並分別賦值給c、d
    printf("c*d=%d\n", c*d);  //計算c*d的值

    system("pause");
    return 0;
}

運行結果：
12↙
60↙
a+b=72
10 23↙
c*d=230

↙表示按下回車鍵。

從鍵盤輸入12，按下回車鍵，scanf() 就會讀取輸入數據並賦值給變量 a，本次輸入結束，執行下一條語句。接著給變量b賦值，也是同樣的道理。

第9行代碼中，我們同時輸入兩個整數並分別賦值給c、d。注意"%d %d"之間是有空格的，所以輸入數據時也要有空格。也就是說，輸入數據的格式要和控制字符串的格式一致。

scanf 和 printf 非常相似：

scanf("%d %d", &a, &b);  // 獲取用戶輸入的兩個整數，分別賦值給變量 a 和 b
printf("%d %d", a, b);  // 將變量 a 和 b 的是在顯示器上輸出。

它們都有格式控制字符串，都有變量列表。不同的是，scanf 的變量前要帶一個&符號；&稱為取地址符，也就是獲取變量在內存中的地址。

在《二進制思想以及數據的存儲》一節中講到，數據是以二進制的形式保存在內存中的，字節（Byte）是最小的可操作單位。為了便於管理，我們給每個字節分配了一個編號，使用該字節時，只要知道編號就可以，就像每個學生都有學號，老師會隨機抽取學號來讓學生回答問題。字節的編號是有順序的，從 0 開始，接下來是 1、2、3……

下圖是 4G 內存中每個字節的編號（以十六進制表示）：

這個編號，就叫做地址（Address）。int a;會在內存中分配四個字節的空間，我們將第一個字節的地址稱為變量 a 的地址，也就是&a的值。對於前面講到的整數、浮點數、字符，都要使用 & 獲取它們的地址，scanf 會根據地址把讀取到的數據寫入內存。

我們不妨將它們的地址輸出看一下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int a='F';
    int b=12;
    int c=452;
    printf("&a=%#x, &b=%#x, &c=%#x\n", &a, &b, &c);

    system("pause");
    return 0;
}

輸出結果：
&a=0x18ff48, &b=0x18ff44, &c=0x18ff40

圖：a、b、c 的內存地址

注意：這裡看到的地址是虛擬地址，並不等於它在物理內存中的地址。虛擬地址是現代計算機因內存管理的需要才提出的概念，我們將在《C語言和內存》專題中詳細講解。

再來看一個 scanf 的例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int a, b, c;

    scanf("%d %d", &a, &b);
    printf("a+b=%d\n", a+b);

    scanf("%d   %d", &a, &b);
    printf("a+b=%d\n", a+b);

    scanf("%d, %d, %d", &a, &b, &c);
    printf("a+b+c=%d\n", a+b+c);
   
    scanf("%d is bigger than %d", &a, &b);
    printf("a-b=%d\n", a-b);

    system("pause");
    return 0;
}

運行結果：

10    20↙
a+b=30
100 200↙
a+b=300
56,45,78↙
a+b+c=179
25 is bigger than 11↙
a-b=14

第一個 scanf() 的格式控制字符串為"%d %d"，中間有一個空格，而我們卻輸入了10 20，中間有多個空格。第二個 scanf() 的格式控制字符串為"%d %d"，中間有多個空格，而我們卻輸入了100 200，中間只有一個空格。這說明 scanf() 對輸入數據之間的空格的處理比較寬松，並不要求空格數嚴格對應。

第三個 scanf() 的控制字符串為"%d, %d, %d"，中間以逗號分隔，所以輸入的整數也要以逗號分隔。

第四個 scanf() 要求整數之間以is bigger than分隔。

每次用戶按下回車鍵，程序就會認為用戶輸入結束，scanf() 開始讀取用戶輸入的內容，並根據格式控制字符串從中提取數據，只要用戶輸入的內容和格式控制字符串匹配，就能夠正確提取。

本質上講，用戶輸入的內容都是字符串，scanf() 完成的是從字符串中提取有效數據的過程。

連續讀取與讀取失敗問題

在本節第一段示例代碼中，我們一個一個地輸入變量 a、b、c、d 的值，也就是說，每輸入一個值就按一次回車鍵。現在我們改變輸入方式，將四個變量的值一次性輸入，如下所示：

12 60 10 23↙
a+b=72
c*d=230

可以發現，scanf() 也能正確讀取。合情合理地猜測是，scanf() 沒有拋棄多余的值，而是將它們保存在了某個地方，下次接著使用。

請大家繼續看下面的代碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int a=0, b=0;
    scanf("a=%d", &a);
    scanf("b=%d", &b);
    printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
    system("pause");
    return 0;
}

運行結果：
a=100↙
a=100, b=0

第一個 scanf() 能夠正確讀取到整數並賦值給變量 a，第二個 scanf() 好像被忽略了，什麼也沒做，b 的值沒有發生變化。

這兩個問題都和C語言輸入緩沖區有關，我們將在《C語言緩沖區（緩存）詳解》《結合C語言緩沖區談scanf()函數》《C語言清空緩沖區》幾節詳細講解。

輸入單個字符

scanf 用於接收用戶輸入的各種數據，如果僅僅是輸入單個字符，也可以使用 getchar()、getche() 或 getch()。

getchar() 使用示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    char c;
    c=getchar();
    printf("c='%c'\n", c);

    system("pause");
    return 0;
}

運行結果：
#↙
c='#'

你也可以將第5、6行的語句合並為一個：

char c = getchar();

getche() 使用示例：

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    char c=getche();
    printf("c='%c'\n", c);

    system("pause");
    return 0;
}

運行結果：
#c='#'

大家親自運行程序會發現，剛輸入字符 #，getche() 就立即獲取，不會等到用戶按下回車鍵，所以運行結果中沒有換行。而 getchar() 不是，它要等到用戶按下回車鍵才能確認輸入結束，所以運行結果中有換行。

getch() 使用示例：

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    char c=getch();
    printf("c='%c'\n", c);

    system("pause");
    return 0;
}

運行程序，輸入 #，結果為：
c='#'

大家親自運行程序會發現，getch() 和 getche() 類似，輸入一個字符就立即獲取，不會等待用戶按下回車鍵。與 getche() 不同的是，getch() 輸入的 # 並沒有顯示出來。

在C語言中，將用戶輸入的內容顯示在屏幕上叫做回顯（Echo）。getchar()、getche() 是有回顯的，而 getch() 沒有回顯。

回顯在大部分情況下是有必要的，它能夠與用戶及時交互，讓用戶清楚地看到自己輸入的內容。但在某些特殊情況下，我們卻不希望有回顯，例如輸入密碼，有回顯是非常危險的，容易被偷窺。

從本質上講，getch()、getche() 立即回顯是因為它們不帶緩沖區，而 getchar() 帶有緩沖區，必須等待用戶按下回車鍵才能確認輸入結束，更多內容將在《結合C語言緩沖區談getchar()、getche()、getch()》一節詳細講解。

另外需要注意的是：getchar() 位於 stdio.h 頭文件中，是C語言規定的標准函數；而 getche()、getch() 位於 conio.h 中，它們都不是標准函數，不保證在任何編譯器下都有效。

輸入字符串

這裡由於大家的基礎知識還不夠，沒有學到數組和指針，暫時無法深入講解。下面僅作一個演示：

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    char str1[30], str2[30];  //定義兩個字符數組
    gets(str1);
    scanf("%s", str2);
    puts(str1);
    puts(str2);

    system("pause");
    return 0;
}

運行結果：
The world is beautiful!↙
Hello World!↙
The world is beautiful!
Hello

gets() 會讀取用戶輸入的整行內容，包括空格。而 scanf() 遇到空格就結束讀取，也就是說，使用 scanf() 讀取的字符串中永遠不會包含空格。