C++中的字符串和格式化输入/输出

       关于C++，基础的概念便可不在叙述，这篇文章主要围绕于 C++中字符串相关内容 和 格式化输入\输出 ，那么，将离不开包含在头文件 stdio.h 中的 printf() 函数和 scanf() 函数。如果能够利用好这两个函数，那么不仅能与用户交互，还可根据个人喜好和任务要求格式化输出。

       首先，我们先来了解字符串。

      1.1 字符串

       字符串（character string）是一或多个字符的序列，例如  "Welcome to Shaanxi!" ，它用双引号括起来，双引号的作用则是告知编译器它括起来的是字符串。关于字符串的储存，我将用一幅图来表示：

C语言中字符串都是被储存在char类型的数组中，如上图所示，字符串中的每一个字符被储存在相邻的储存单元中，包括空字符 '\0' ，它用来标记字符串的结束。接下来，我们将通过一个简单的例子（程序1.1）来使用字符串，我使用的编译器是MSVS2022。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main(void)
{
	char name[40];

	printf("你的名字是：");
	scanf("%s", name);
	printf("你好，%s.今天的你又比昨天更加努力了噢！\n", name);
	printf("你的名字占用%zd个字节", strlen(name));

	return 0;
}

输入zhangsan,打印出来结果是：

这段代码中，输入的名字zhangsan以 %s 的形式打印出来，它在储存中占用9个字节，因为空字符'\0'的存在。

       1.2 strlen()函数与sizeof运算符的区别

       在程序1.1中，我们使用了包含在头文件string.h中的strlen()函数。由于sizeof以字节为单位给出对象的大小，而strlen()函数给出字符串中的字符长度（一个字符储存在一个字节中），那么，将这两种方法同时应用于字符串能否得到相同结果呢？答案显然是否定的。我将通过下面一个例子（程序1.2）来说明：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#define SENTENCE "Welcome to Shaanxi!"
int main(void)
{
	char name[40];

	printf("尊敬的旅客，请输入您的名字：");
	scanf("%s", name);
	printf("请稍等，正在查询信息中……\n");
	Sleep(5000);//Sleep()函数，程序将延时5s打印下一项
	printf("%s,欢迎来到陕西!(%s)\n", name, SENTENCE);

	printf("\n\"用sizeof运算符得出名字占用 %zd 个字节，", sizeof(name));
	printf("而strlen()函数得出名字占用 %zd 个字节。\"\n", strlen(name));
	printf("\"用sizeof运算符得出SENTENCE占用 %zd 个字节，", sizeof(SENTENCE));
	printf("而strlen()函数得出SENTENCE占用 %zd 个字节。\"\n", strlen(SENTENCE));

	return 0;
}

代码中 Sleep() 函数用于延时打印下一项printf，其中5000单位为毫秒。运行代码，根据提示输入名字：Zhangsan，得到如下结果：

 其中，sizeof运算符得出名字占用40个字节，其实是name数组中有40个储存单元，但是只有前8个存储Zhangsan，因此strlen()函数得出名字占用8个字节是正确的；下面关于SENTENCE所占字节数，由于sizeof也将空字符 '\0' 包括在内，所以比strlen(SENTENCE)多一个字节。通过这个例子，我们可以直观地看出 sizeof运算符 和 strlen()函数 的区别。

       1.3 #define 指令

       程序1.2中运用 #define 指令将字符串" Welcome to Shaanxi! "用 SENTENCE 代替。其中 SENTENCE 叫做符号常量。那么，常量与符号常量在应用上的区别主要体现在哪里呢？我们在敲代码时，离不开常量的应用，但是如果涉及那种会经常改变的常量，例如税率，使用常量表示税率，当税率发生变化时，则应该把程序中所有的税率常量都改变，但是如果对于这种经常变化的常量使用符号常量的话，使用符号常量，当发生变化时，我们只需要改变符号常量的定义即可。

        那么，如何创建符号常量？其通用格式如下：

       #define NAME value

       其中NAME表示符号常量名，value表示符号常量的值，并且末尾不用加分号。

        1.4 printf()函数 和 scanf()函数

        1.4.1 printf()函数

        我们在使用 printf() 函数时，打印的数据的指令要与待打印数据类型相匹配。例如，打印整数时使用%d，打印字符使用%c，打印字符串使用%s。这些符号被称为转换说明。接下来我将通过一个表格（表1.1）将部分转换说明陈列在其中：
 

程序1.3使用了一些转换说明：

#include<stdio.h>
#define PI 3.1415926
int main(void)
{
	int radius = 0;//定义变量半径，并初始化为零
	double area;//定义变量圆面积
	double circum;//定义变量圆周长

	printf("请输入想要求的圆面积的半径：");
	scanf("%d", &radius);

	area = PI * radius * radius;
	circum = 2.0 * PI * radius;

	printf("半径为%d的圆面积为%4.5f.\n", radius, area);
	printf("该圆周长为%4.5f.\n", circum);

	return 0;
}

输入圆半径为 5 .得到输出结果如下：

 其中面积（area）与周长（circum）为双精度型浮点数，用%f打印，其中 %4.5f 中的4表示打印项输出结果为4个字段宽度，由于待打印的数宽度超过了4，所以字段宽度自动扩大为带打印项字段宽度，其中 .5 表示精确到小数点后五位。

          程序1.3中使用了%4.5f转换说明，其也可以理解为转换说明修饰符，接下来，我将用表格（表1.2）列出一些printf()的修饰符。

下面的 表1.3 列出printf()函数中常用的标记

接下来，我们通过程序1.4来了解修饰符和标记

#include<stdio.h>
#define PAGES 959
int main(void)
{
	printf("*%d*\n", PAGES);
	printf("*%2d*\n", PAGES);
	printf("*%10d*\n", PAGES);
	printf("*%-10d*\n", PAGES);

	return 0;
}

该程序中使用*标记字段的开始与结束，让我们更加直观的看出标记和修饰符的作用。打印结果如下：

该程序中，"%2d"由于959字段宽度为三，它将自动扩充；"%-10d"打印字段宽度为10并且从左端开始打印。

 程序1.5展示出字符串格式的示例

#include<stdio.h>
#define BLURB "Welcome to Shaanxi!"
int main(void)
{
	printf("[%2s]\n", BLURB);
	printf("[%24s]\n", BLURB);
	printf("[%20s]\n", BLURB);
	printf("[%24.2s]\n", BLURB);
	printf("[%24.3s]\n", BLURB);
	printf("[%24.4s]\n", BLURB);
	printf("[%24.5s]\n", BLURB);
	printf("[%-24.5s]\n", BLURB);

	return 0;
}

 该程序与程序1.4有同样的表达，展示了修饰符和标记的示例。

         1.4.2 转换说明的意义

         转换说明把以二进制格式储存在计算机中的值转换为一系列字符（字符串）以便于显示，它很容易被我们误解为原始值被替换成转换后的值。实际上，转换说明是翻译说明。例如，%d的意思是“把给定的值翻译成十进制文本并打印出来”。

        1.4.3 scanf() 函数

        C库中包含多个输入函数，scanf() 函数是最通用的一个，因为它可以读取不同格式的数据。它与 printf() 函数类似，也使用格式字符串和参数列表，scanf() 函数中的格式字符串字符输入流的目标数据类型。scanf() 和 printf()的区别主要在于参数列表中，printf() 函数使用变量，常量和表达式，而 scanf() 函数使用指针变量的指针。这里有两条简单的规则：

       ·1.   如果用scanf()读取基本变量类型的值，在变量名前加一个 &

       ·2.   如果用scanf()把字符串读入字符数组中，不要使用 &

       程序1.6展示了这两条规则：

​
#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int age;        //变量
	char pet[20];   //字符数组，用于储存字符串

	printf("请输入你的年龄：");
	scanf("%d", &age);//基本变量使用&
	printf("你好呀，%d岁的小朋友，你最喜欢的宠物是什么？\n",age);
	scanf("%s", pet);//字符数组不使用&
	printf("有这么可爱的你，那么%s一定也非常可爱吧！", pet);

	return 0;
}

​

其输入年龄：8，最喜欢的宠物：小狗。打印结果如下：

 scanf()函数所用的转换说明与printf()函数基本相同，我将用一个表格（表1.4）列出常见的转换说明

下面这个表格（表1.5）我将列出scanf()函数转换说明中的修饰符

实际上，scanf() 函数并不是最常用的输入函数，它只是能读取不同类型的数据。C语言中还有其他的输入函数，如 getchar() 和 fgets() 。

如果本篇文章有任何错误希望兄弟们指正，谢谢啦！