Linux标准IO（四）-格式化I/O输入

C 库函数提供了 3 个格式化输入函数，包括：scanf()、fscanf()、sscanf()，其函数定义如下所示：

#include <stdio.h>
int scanf(const char *format, ...);
int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

 可以看到，这 3 个格式化输入函数也是可变参函数，它们都有一个共同的参数 format，同样也称为格式控制字符串，用于指定输入数据如何进行格式转换，与格式化输出函数中的 format 参数格式相似，但也有所不同。

每个函数除了固定参数之外，还可携带 0 个或多个可变参数。

scanf()函数可将用户输入（标准输入）的数据进行格式化转换；fscanf()函数从 FILE 指针指定文件中读取数据，并将数据进行格式化转换；sscanf()函数从参数 str 所指向的字符串中读取数据，并将数据进行格式化转换。

scanf()函数

相对于 printf 函数，scanf 函数就简单得多。scanf()函数的功能与 printf()函数正好相反，执行格式化输入功能；即 scanf()函数将用户输入（标准输入）的数据进行格式化转换并进行存储，它从格式化控制字符串format 参数的最左端开始，每遇到一个转换说明便将其与下一个输入数据进行“匹配”，如果二者匹配则继续，否则结束对后面输入的处理。而每遇到一个转换说明，便按该转换说明所描述的格式对其后的输入数据进行转换，然后将转换得到的数据存储于与其对应的输入地址中。以此类推，直到对整个输入数据的处理结束为止。

从函数原型可以看出，scanf()函数也是一个“可变参数函数”，除第一个参数 format 之外，scanf()函数还可以有若干个输入地址（指针），这些指针指向对应的缓冲区，用于存储格式化转换后的数据；且对于每一个输入地址，在格式控制字符串 format 参数中都必须有一个转换说明与之一一对应。即从 format 字符串的左端第 1 个转换说明对应第 1 个输入地址，第 2 个格式说明符对应第 2 个输入地址，第 3 个格式说明符对应第 3 个输入地址，以此类推。譬如：

int a, b, c;
scanf("%d %d %d", &a, &b, &c);

 当程序中调用 scanf()的时候，终端会被阻塞，等待用户输入数据，此时我们可以通过键盘输入一些字符，譬如数字、字母或者其它字符，输入完成按回车即可！接着来 scanf()函数就会对用户输入的数据进行格式转换处理。

函数调用成功后，将返回成功匹配和分配的输入项的数量；如果较早匹配失败，则该数目可能小于所提供的数目，甚至为零。发生错误则返回负值。

fscanf()函数

fscanf()函数从指定文件中读取数据，作为格式转换的输入数据，文件通过 FILE 指针指定，所以它有两个固定参数，FILE 指针和格式控制字符串 format。譬如从标准输入文件中读取数据进行格式化转换：

int a, b, c;

fscanf(stdin, "%d %d %d", &a, &b, &c);

此时它的作用与 scanf()就是相同的，因为标准输入文件的数据就是用户输入的数据，譬如通过键盘输入的数据。

函数调用成功后，将返回成功匹配和分配的输入项的数量；如果较早匹配失败，则该数目可能小于所提供的数目，甚至为零。发生错误则返回负值。

 sscanf()函数

sscanf()将从参数 str 所指向的字符串缓冲区中读取数据，作为格式转换的输入数据，所以它也有两个固定参数，字符串 str 和格式控制字符串 format，譬如：

char *str = "5454 hello";
char buf[10];
int a;
sscanf(str, "%d %s", &a, buf);

 函数调用成功后，将返回成功匹配和分配的输入项的数量；如果较早匹配失败，则该数目可能小于所提供的数目，甚至为零。发生错误则返回负值。

格式控制字符串 format

本小节的重点依然是这个 format 参数的格式，与格式化输出函数中的 format 参数格式、写法上比较相似，但也有一些区别。format 字符串包含一个或多个转换说明，每一个转换说明都是以百分号"%"或者"%n$"

开头（n 是一个十进制数字），关于"%n$"这种开头的转换说明就不介绍了，实际上用的不多。

以%百分号开头的转换说明一般格式如下：

%[*][width][length]type

%[m][width][length]type

%后面可选择性添加星号或字母 m，如果添加了星号，格式化输入函数会按照转换说明的指示读取输入，但是丢弃输入，意味着不需要对转换后的结果进行存储，所以也就不需要提供相应的指针参数。

如果添加了 m，它只能与%s、%c 以及%[一起使用，调用者无需分配相应的缓冲区来保存格式转换后的数据，原因在于添加了 m，这些格式化输入函数内部会自动分配足够大小的缓冲区，并将缓冲区的地址值通过与该格式转换相对应的指针参数返回出来，该指针参数应该是指向 char *变量的指针。随后，当不再需要此缓冲区时，调用者应调用 free()函数来释放此缓冲区。譬如：

char *buf;

scanf("%ms", &buf);

......

free(buf);

 介绍了星号*和字母 m 之后，再来看看转换说明的格式，中括号[ ]表示的部分是可选的，所以可知，与格式化输出函数中的 format 参数一样，只有 type 字段是必须的。

width：最大字符宽度；

length：长度修饰符，与格式化输出函数的 format 参数中的 length 字段意义相同。

type：指定输入数据的类型。

我们先来看看 type 字段。

（一）type（类型）

此 type 字段与格式化输出函数中的 format 参数的 type 字段是同样的意义，用于指定输入数据的类型，

如下所示：

type 类型描述

（二）width 最大字符宽度

是一个十进制表示的整数，用于指定最大字符宽度，当达到此最大值或发现不匹配的字符时（以先发生者为准），字符的读取将停止。大多数 type 类型会丢弃初始的空白字符，并且这些丢弃的字符不会计入最大字符宽度。对于字符串转换来说，scanf()会在字符串末尾自动添加终止符"\0"，最大字符宽度中不包括此终止符。

譬如调用 scanf()函数如下：

scanf("%4s", buf);   //匹配字符串，字符串长度不超过 4 个字符

 用户输入 abcdefg，按回车，那么只能将 adcd 作为一个字符串存储在 buf 数组中。

（三）length 长度修饰符

与格式化输出函数的格式控制字符串 format 中的 length 字段意义相同，用于对 type 字段进行修饰，扩展识别更多不同长度的数据类型。如下所示：

 length 长度修饰符

scanf("%hd", var);//匹配 short int 类型数据
scanf("%hhd", var);//匹配 signed char 类型数据
scanf("%ld", var);//匹配 long int 类型数据
scanf("%f", var);//匹配 float 类型数据
scanf("%lf", var);//匹配 double 类型数据
scanf("%Lf", var);//匹配 long double 类型数据

 关于格式化输入函数的 format 参数就介绍到到这里了，接下来编写一个简单地示例进行测试。

使用示例

//示例代码 4.8.2 scanf()函数使用示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(void) {
 int a;
 float b;
 char *str;
 printf("请输入一个整数:\n");
 scanf("%d", &a);
 printf("你输入的整数为: %d\n", a);
 printf("请输入一个浮点数:\n");
 scanf("%f", &b);
 printf("你输入的浮点数为: %f\n", b);
 printf("请输入一个字符串:\n");
 scanf("%ms", &str);
 printf("你输入的字符串为: %s\n", str);
 free(str); //释放字符串占用的内存空间
 exit(0);
}

 当程序中调用 scanf()之后，终端就会被阻塞、等待用户输入数据，当我们输入完成之后，按回车即可！

第三个 scanf()函数调用中，使用%m，所以我们不需要提供存放字符串的缓冲区，scanf()函数内部会分配缓冲区，并将缓冲区地址存放在 str 这个我们给定的 char 指针变量中。使用完之后记得调用 free()释放内存即可。

编译测试：

测试结果