標頭檔案<stdio.h>

C標準庫標頭檔案<stdio.h>中定義了三個變數型別、一些巨集和各種函式來執行輸入和輸出。

三個庫變數

下面是標頭檔案<stdio.h>中定義的變數型別：

庫巨集

下面是標頭檔案stdio.h中定義的巨集：

庫函式

下面是標頭檔案stdio.h中定義的函式：

輸入流

scanf

函式原型

int scanf(const char *format, ...);

描述

從標準輸入 stdin 讀取格式化輸入。

引數

• format-- 這是C字串，包含了以下各項中的一個或多個：空格字元、非空格字元和format說明符（format說明符將在下面單獨重點講解）。
• 附加引數-- 根據不同的format字串，函式可能需要一系列的附加引數，每個引數包含了一個要被插入的值，替換了format引數中指定的每個%標籤。引數的個數應與%標籤的個數相同。

返回值

如果成功，該函式返回成功匹配和賦值的個數。如果到達檔案末尾或發生讀錯誤，則返回EOF（-1）。

sscanf

函式原型

int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

描述

從字串讀取格式化輸入。

引數

• str-- 這是C字串，是函式檢索資料的源。
• format-- 這是C字串，包含了以下各項中的一個或多個：空格字元、非空格字元和format說明符。
• 附加引數-- 這個函式接受一系列的指標作為附加引數，每一個指標都指向一個物件，物件型別由format字串中相應的 % 標籤指定，引數與 % 標籤的順序相同。

針對檢索資料的format字串中的每個format說明符，應指定一個附加引數。如果您想要把sscanf操作的結果儲存在一個普通的變數中，您應該在識別符號前放置引用運算子（&），例如：

int n;
sscanf (str,"%d",&n);

返回值

如果成功，該函式返回成功匹配和賦值的個數。如果到達檔案末尾或發生讀錯誤，則返回EOF（-1）。

fscanf

函式原型

int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);

描述

從流stream讀取格式化輸入。

引數

• stream-- 這是指向FILE物件的指標，該FILE物件標識了流。
• format-- 這是C字串，包含了以下各項中的一個或多個：空格字元、非空格字元和format說明符。
• 附加引數-- 根據不同的format字串，函式可能需要一系列的附加引數，每個引數包含了一個要被插入的值，替換了format引數中指定的每個%標籤。引數的個數應與%標籤的個數相同。

返回值

如果成功，該函式返回成功匹配和賦值的個數。如果到達檔案末尾或發生讀錯誤，則返回EOF（-1）。

format說明符

又稱格式化字串，輸入流的format形式為%[*][width][modifiers]type]，具體講解如下：

scanf 型別說明符

輸出流

printf

函式原型

int printf(const char *format, ...);

描述

傳送格式化輸出到標準輸出stdout。

引數

• format-- 這是字串，包含了要被寫入到標準輸出stdout的文字。它可以包含嵌入的format標籤，format標籤可被隨後的附加引數中指定的值替換，並按需求進行格式化（格式化字串format將在下面單獨重點講解）。
• 附加引數-- 根據不同的format字串，函式可能需要一系列的附加引數，每個引數包含了一個要被插入的值，替換了format引數中指定的每個 % 標籤。引數的個數應與 % 標籤的個數相同。

返回值

如果成功，則返回寫入的字元總個數，否則返回一個負數。

sprintf

函式原型

int sprintf(char *str, const char *format, ...);

描述

傳送格式化輸出到str所指向的字串。

引數

• str-- 這是指向一個字元陣列的指標，該陣列儲存了C字串。
• format-- 這是字串，包含了要被寫入到字串str的文字。它可以包含嵌入的format標籤，format標籤可被隨後的附加引數中指定的值替換，並按需求進行格式化。
• 附加引數-- 根據不同的format字串，函式可能需要一系列的附加引數，每個引數包含了一個要被插入的值，替換了format引數中指定的每個%標籤。引數的個數應與%標籤的個數相同。

返回值

如果成功，則返回寫入的字元總數，不包括字串追加在字串末尾的空字元。如果失敗，則返回一個負數。

fprintf

函式原型

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);

描述

傳送格式化輸出到流stream中。

引數

• stream-- 這是指向FILE物件的指標，該FILE物件標識了流。
• format-- 這是C字串，包含了要被寫入到流stream中的文字。它可以包含嵌入的format標籤，format標籤可被隨後的附加引數中指定的值替換，並按需求進行格式化。
• 附加引數-- 根據不同的format字串，函式可能需要一系列的附加引數，每個引數包含了一個要被插入的值，替換了format引數中指定的每個%標籤。引數的個數應與%標籤的個數相同。

返回值

如果成功，則返回寫入的字元總個數，否則返回一個負數。

vprintf

函式原型

int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va_list arg);

描述

使用引數列表傳送格式化輸出到流 stream 中。

引數

• stream-- 這是指向FILE物件的指標，該FILE物件標識了流。
• format-- 這是C字串，包含了要被寫入到流stream中的文字。它可以包含嵌入的format標籤，format標籤可被隨後的附加引數中指定的值替換，並按需求進行格式化。
• arg-- 一個表示可變引數列表的物件。這應被 中定義的va_start巨集初始化。

返回值

如果成功，則返回寫入的字元總數，否則返回一個負數。

vsprintf

函式原型

int vsprintf(char *str, const char *format, va_list arg);

描述

使用引數列表傳送格式化輸出到字串。

引數

• str-- 這是指向一個字元陣列的指標，該陣列儲存了C字串。
• format-- 這是字串，包含了要被寫入到字串str的文字。它可以包含嵌入的format標籤，format標籤可被隨後的附加引數中指定的值替換，並按需求進行格式化。
• arg-- 一個表示可變引數列表的物件。這應被 中定義的va_start巨集初始化。

返回值

如果成功，則返回寫入的字元總數，否則返回一個負數。

vfprintf

函式原型

int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va_list arg);

描述

使用引數列表傳送格式化輸出到流stream中。

引數

• stream-- 這是指向 FILE 物件的指標，該 FILE 物件標識了流。
• format-- 這是 C 字串，包含了要被寫入到流 stream 中的文字。它可以包含嵌入的 format 標籤，format 標籤可被隨後的附加引數中指定的值替換，並按需求進行格式化。
• arg-- 一個表示可變引數列表的物件。這應被 中定義的va_start巨集初始化。

返回值

如果成功，則返回寫入的字元總數，否則返回一個負數。

printf中的格式化字串

輸出流以printf函式為基礎，有一系列功能各異的輸出函式（fprintf、sprintf、snprintf等），它們都在輸出時使用了強大的格式化字串。格式化字串以一個%開始，以型別欄位（d、f、x等）結束，完整格式如下：

%[引數][標誌][寬度][.精度][長度]型別

注意：除了%和型別之外均為可選欄位。

引數

引數欄位為POSIX擴充套件功能，非C99標準定義。使用m$指定格式化字串之後的第$m$個引數，從$14開始編號。假如使用了引數欄位，則所有的引數必須都至少使用一次，即從1$到n$都必須至少出現一次（其中n為格式化字串之後的引數個數），否則編譯時將產生如下警告：

warning: missing $ operand number in format [-Wformat=]

藉助引數欄位，可以實現引數的多次使用、亂序使用等，而不需要重複書寫引數。例如：printf("%2$d %2$#x; %1$d %1$#x",16,17);將輸出17 0x11; 16 0x10，兩個引數都使用了兩次，且先使用第二個引數（同時也使用了下一節的#標誌）。

標誌

• -：左對齊（預設為右對齊）
• +：給正數附加符號字首（預設為正數沒有任何字首）
• ``(空格)：給正數附加空格字首（預設為正數沒有任何字首）
• 0：指定了寬度欄位（見下文）且為右對齊時，字首補0（預設補空格；當使用-標誌指定了左對齊時，0標誌失效）
• #：使用「備選格式」。對於g和G型別，不省略小數點部分最後的0；對於f、F、e、E、g、G型別，總是輸出小數點；對於o、x、X型別，分別在非零數值前附加0、0x、0X字首。上一節的例子中就使用了#標誌。

寬度

寬度欄位指定輸出字元的最小長度。長度不足的輸出將使用填充字元補齊，填充字元及對齊方式使用上述的0標誌和-標誌確定；超長的輸出不受影響（當然可使用下文的精度欄位限定）。

當指定寬度欄位時，可使用確定的整數值靜態指定，也可使用*號由某個引數動態指定。例如printf("%0*d", 5, 10);將輸出00010。注意：此例不能寫成%*0d即顛倒了標誌欄位和寬度欄位，否則將產生編譯警告：

warning: unknown conversion type character ‘0’ in format [-Wformat=]
warning: too many arguments for format [-Wformat-extra-args]

精度

精度欄位指定輸出字元的最大長度。對浮點型資料來說，精度欄位指定了小數點後的最長有效位數；對字串來說，精度欄位指定了輸出的最大字元數。

與寬度欄位相同，指定精度欄位時，也可使用確定的整數值靜態確定或*號動態確定。為了與寬度欄位做區分，精度欄位前必須加句點。例如printf("%.*s", 3, "abcdef")；將輸出abc。假如沒有句點，將被解析成寬度欄位（最小長度）為$3$而精度欄位（最大長度）未指定，因此將輸出abcdef。

長度

• hh: 用於將char型引數轉換成int型輸出。
• h: 用於將short 型引數轉換成int型輸出。
• l: 用於輸出long型引數。對於浮點型無效果。
• ll: 用於輸出long long型引數。
• L: 用於輸出long double型引數。
• z: 用於輸出size_t型引數。
• j: 用於輸出intmax_t型引數。
• t: 用於輸出ptrdiff_t型引數。

另有一些平臺特定的非標準長度字元，如I、I32、I64、q等，可參考維基百科printf format string詞條。

型別

• %: 原樣輸出一個%符號。此型別不接收任何其它欄位，即只能使用%。
• d, i: 輸出十進位制signed int型資料。二者僅在使用scanf輸入時有區別（使用%i將0x開頭的數解析為十六進位制，將0開頭的數解析為八進位制）。
• u: 輸出十進位制unsigned int型資料。
• f, F: 以定點數表示法輸出double型資料。二者區別在於無限小數和NaN輸出時是全小寫的inf、infinity、nan還是全大寫的INF、INFINITY、NAN。
• e, E: 以指數表示法輸出double型資料。二者區別在於字元e的大小寫。
• g, G: 根據指數自動選擇定點數表示法或指數表示法。二者區別同樣在於輸出字元的大小寫。以定點數表示法輸出時與f和F的區別在於，可能省略小數部分最後的0或小數點（資料為整數時）。
• x, X: 輸出十六進位制unsigned int型資料。二者區別在於十六進位制數的字元大小寫。
• o: 輸出八進位制unsigned int型資料。
• s: 輸出以\0結束的字串。
• c: 輸出一個char字元。
• p: 輸出void *，輸出格式信賴於具體實現。
• a, A: 輸出十六進位制double型資料，字首0x或0X。
• n: 將當前的格式化字串中已成功輸出的字元數寫入一個整型引數，字元數不包括\n、\t等轉義字元。從輸入輸出的方向來說，此型別使用時更像是在scanf中接受輸入，只不過輸入不是來自使用者、而是來自系統計數。注意：此計數僅對當前格式化字串有效，重新開始一個格式化字串時，計數將重置為0。例如printf("%n", &num);將把num賦值為0。

程式碼示例

可變寬度

可變寬度對於根據不同層次輸出不同的縮排有奇效，例如：

<kernel/resource.c>
        seq_printf(m, "%*s%0*llx-%0*llx : %s\n",
                depth * 2, "",
                width, start,
                width, end,
                r->name ? r->name : "<BAD>");

其中的%*s表示輸出depth * 2個空字元，字元個數是深度的兩倍；兩個%0*llx分別將start和end以十六進位制long long型輸出，最小寬度為width，寬度不足則以前導0補足。

十六進位制輸出

核心中大量使用了#標誌配合x型別輸出十六進位制數，隨便舉一個例子：

<mm/slab.c>
    seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);

其中的兩個%#lx即分別將offset和size以十六進位制long型輸出，並自動附加0x字首。注意：此例中的+號不是+標誌而是原樣輸出的字元，因為並不出現在%與型別欄位之間。

另外，核心的printk所使用的格式化字串有一些自定義的格式，可參考核心文件How to get printk format specifiers right。

（整理自網路）

參考資料：

https://wiki.jikexueyuan.com/project/c/c-standard-library-stdio-h.html

https://blog.lancitou.net/format-string-in-printf/