第3章 顺序结构程序设计
为了让计算机处理各种数据，首先就应该把源数据输入到计算机中；计算机处理结束后，再将目标数据信息以人能够识别的方式输出。C语言中的输入输出操作，是由C语言编译系统提供的库函数来实现。
3.1 格式化输出——printf()函数
3.2 格式化输入——scanf()函数
3.3 单个字符输入输出——getchar()和putchar()函数
3.4 顺序结构程序设计
良好的源程序书写风格──顺序程序段左对齐
3.1 格式化输出——printf()函数
printf()函数的作用：向计算机系统默认的输出设备（一般指终端或显示器）输出一个或多个任意类型的数据。
3.1.1 printf()函数的一般格式
[案例3.1] 已知圆半径radius=1.5，求圆周长和圆面积。/*案例代码文件名：AL3_1.C。*/
main()
{float radius,length,area,pi=3.1415926; radius=1.5; length=2*pi*radius; /*求圆周长*/ area=pi*radius*radius; /*求圆面积*/
printf(“radius=%f\n”,radius);/*输出圆半径*/
printf(“length=%7.2f,area=%7.2f\n”,length,area); /*输出圆周长、面积*/
}
程序运行结果如下：
radius=1.500000
length= 9.42,area= 7.07
printf()函数的一般格式如下：
printf("格式字符串" [，输出项表])；
1．格式字符串。“格式字符串”也称“转换控制字符串”，可以包含三种字符：
（1）格式指示符。格式指示符的一般形式如下：
%[标志][宽度][.精度][F|N|h|L][类型]
常用的标志字符如表3-1所示，常用的宽度指示符如表3-2所示，常用的精度指示符如表3-3所示，长度修饰符如表3-4所示，类型转换字符如表3-5所示。
（2）转义字符
例如，[案例3.1]中printf()函数中的`\n`就是转义字符，输出时产生一个“换行”操作。
（3）普通字符──除格式指示符和转义字符之外的其它字符。格式字符串中的普通字符，原样输出。
例如，[案例3.1]中“printf("radius=%f\n", radius);”语句中的“radius=”，“printf("length=%7.2f,area=%7.2f\n", length,area);”语句中的“length=”、“area=”等都是普通字符。
2．输出项表
输出项表是可选的。如果要输出的数据不止1个，相邻2个之间用逗号分开。下面的printf()函数都是合法的：
（1）printf("I am a student.\n");
（2）printf("%d",3+2);
（3）printf("a=%f b=%5d\n", a, a+3);
必须强调：“格式字符串”中的格式指示符，必须与“输出项表”中、输出项的数据类型一致，否则会引起输出错误。
3.1.2 格式指示符
输出不同类型的数据，要使用不同的类型转换字符。
1．类型转换字符d──以带符号的十进制整数形式输出。
[案例3.2] 类型转换字符d的使用。
/*案例代码文件名：AL3_2.C。*/
main()
{int num1=123;
long num2=123456;
/*用3种不同格式，输出int型数据num1的值*/
printf("num1=%d,num1=%5d,num1=%-5d,num1=%2d\n",
num1,num1,num1,num1);
/*用3种不同格式，输出long型数据num2的值*/
printf("num2=%ld,num2=%8ld,num2=%5ld\n",num2,num2,num2);
printf("num1=%ld\n",num1);
}
程序运行结果如下：
num1=123,num1=□□123,num1=123□□,num1=123
num2=123456,num2=□□123456,num2=123456
num1=16908411
对于整数，还可用八进制、无符号形式（%o(小写字母o)）和十六进制、无符号形式（%x）输出。对于unsigned型数据，也可用%u格式符，以十进制、无符号形式输出。
所谓无符号形式是指，不论正数还是负数，系统一律当作无符号整数来输出。例如，printf("%d,%o,%x\n",-1,-1,-1);
2．类型转换字符f──以小数形式、按系统默认的宽度，输出单精度和双精度实数。
[案例3.3] 类型转换字符f的使用。
/*案例代码文件名：AL3_3.C。*/
main( )
{float f=123.456;
double d1,d2;
d1=1111111111111.111111111;
d2=2222222222222.222222222;
printf("%f,%12f,%12.2f,%-12.2f,%.2f\n",f,f,f,f,f);
printf("d1+d2=%f\n",d1+d2);
}
程序运行结果如下：
123.456001,□□123.456001,□□□□□□123.46,123.46□□□□□□,123.46
d1+d2=3333333333333.333010
本案例程序的输出结果中，数据123.456001和3333333333333.333010中的001和010都是无意义的，因为它们超出了有效数字的范围。
对于实数，也可使用格式符%e，以标准指数形式输出：尾数中的整数部分大于等于1、小于10，小数点占一位，尾数中的小数部分占5位；指数部分占4位（如e-03），其中e占一位，指数符号占一位，指数占2位，共计11位。
也可使用格式符%g，让系统根据数值的大小，自动选择%f或%e格式、且不输出无意义的零。
3．类型转换字符c──输出一个字符（只占一列宽度）。
[案例3.4] 类型转换字符c的使用。
/*案例代码文件名：AL3_4.C。*/
main()
{char c=`A`;
int i=65;
printf("c=%c,%5c,%d\n",c,c,c);
printf("i=%d,%c",i,i);
}
程序运行结果如下：
c=A,□□□□A,65
i=65,A
需要强调的是：在C语言中，整数可以用字符形式输出，字符数据也可以用整数形式输出。将整数用字符形式输出时，系统首先求该数与256的余数，然后将余数作为ASCII码，转换成相应的字符输出。
4．类型转换字符s──输出一个字符串。
[案例3.5] 类型转换字符s的使用。
/*案例代码文件名：AL3_10.C。*/
main()
{printf("%s,%5s,%-10s","Internet","Internet","Internet");
printf("%10.5s,%-10.5s,%4.5s\n","Internet","Internet","Internet");
}
程序运行结果如下：
Internet,Internet,Internet□□,□□□□□Inter,Inter□□□□□,Inter
注意：系统输出字符和字符串时，不输出单引号和双引号。
3.1.3 使用说明
（1）printf()可以输出常量、变量和表达式的值。但格式控制中的格式说明符，必须按从左到右的顺序，与输出项表中的每个数据一一对应，否则出错。
例如，printf("str=%s, f=%d, i=%f\n", "Internet", 1.0 / 2.0, 3 + 5, "CHINA");是错误的。
（2）格式字符x、e、g可以用小写字母，也可以用大写字母。使用大写字母时，输出数据中包含的字母也大写。除了x、e、g格式字符外，其它格式字符必须用小写字母。
例如，%f不能写成%F。
（3）格式字符紧跟在“%”后面就作为格式字符，否则将作为普通字符使用（原样输出）。
例如，“printf(”c=%c, f=%f\n“, c, f);”中的第一个c和f，都是普通字符。
3.2 格式化输入——scanf()函数
scanf()函数是用来从外部输入设备向计算机主机输入数据的。
3.2.1 scanf()函数的一般格式
[案例3.6] 已知圆柱体的底半径radius=1.5，高high=2.0，求其体积。/*案例代码文件名：AL3_6.C。*/
main()
{ float radius=1.5, high=2.0, pi=3.14159, vol; vol=pi*radius*radius*high; /*求体积*/
printf(“vol=%7.2f\n”,vol); /*输出求出的体积*/
}
[案例3.7] 已知圆柱体的底半径为radius，高为high，求其体积。
/*案例代码文件名：AL3_7.C。*/
/*功能：说明函数scanf()的格式及作用。*/
main()
{float radius,high,vol,pi=3.1415926;
printf("
lease input radius & high: ");
scanf("%f%f",&radius,&high); /*从键盘输入两个实数赋给变量r,h*/
vol=pi*radius*radius*high;
printf("radius=%7.2f, high=%7.2f, vol=%7.2f\n",
radius,high,vol);
}
程序运行结果如下：
Please input radius & high: 1.5□2.0↙
radius=□□□1.50,high=□□□2.00,vol=□□14.14
在程序中给计算机提供数据，可以用赋值语句，也可以用输入函数。在C语言中，可使用scanf()函数，通过键盘输入，给计算机同时提供多个、任意的数据。
1. scanf()函数的一般格式
scanf("格式字符串", 输入项首地址表);
（1）格式字符串。格式字符串可以包含3种类型的字符：格式指示符、空白字符（空格、Tab键和回车键）和非空白字符（又称普通字符）。
格式指示符与printf()函数的相似，空白字符作为相邻2个输入数据的缺省分隔符，非空白字符在输入有效数据时，必须原样一起输入。
（2）输入项首地址表──由若干个输入项首地址组成，相邻2个输入项首地址之间，用逗号分开。
输入项首地址表中的地址，可以是变量的首地址，也可以是字符数组名或指针变量。
变量首地址的表示方法： &变量名
其中“&”是地址运算符。例如，[案例3.7]中的“&radius”是指变量radius在内存中的首地址。
2．scanf()函数的功能：从键盘上接收格式化输入。
运行[案例3.7]的程序时，从键盘上输入2个实数，分别存入&radius、&high起始的存储单元中，即输入两个实数分别赋给radius和high。
3.2.2 格式指示符
格式指示符的一般形式为： %
[宽度] [F|N] [h|l] 类型字符
1．类型字符
类型字符如表3-6所示。例如，在[案例3.7]的scanf()函数语句中，格式字符串“%f%f”。
2．宽度n
指定该项输入数据所占列数为n。
换句话说，读取输入数据中相应的n位，但按需要的位数赋给相应的变量，多余部分被舍弃。
例如，scanf("%3c%3c",&ch1,&ch2);
printf("ch1=%c,ch2=%c\n",ch1,ch2);
假设输入“abcdefg”，则系统将读取的“abc”中的“a”赋给变量ch1；将读取的“def”中的“d”赋给变量ch2，所以printf()函数的输出结果为：ch1=a,ch2=d
3．赋值抑制字符*
表示本输入项对应的数据读入后，不赋给相应的变量（该变量由下一个格式指示符输入）。
例如，scanf("%2d%*2d%3d",&num1,&num2);
printf("num1=%d,num2=%d\n",num1,num2);
假设输入“123456789”，则系统将读取“12”并赋值给num1；读取“34”、但舍弃掉（“*”的作用）；读取“567”并赋值给num2。所以，printf()函数的输出结果为：num1=12,num2=567。
4．类型修饰符──F、N、h、l。
其含义与printf()中的一样，分别为远指针、近指针、短整型和长整型。
3.2.3 数据输入操作
1．如果相邻2个格式指示符之间，不指定数据分隔符（如逗号、冒号等），则相应的2个输入数据之间，至少用一个空格分开，或者用Tab键分开，或者输入1个数据后，按回车，然后再输入下1个数据。
例如，scanf("%d%d",&num1,&num2);
假设给num1输入12，给num2输入36，则正确的输入操作为：12□36↙
或者：12↙
36↙
注：使用“↙”符号表示按回车键操作，在输入数据操作中的作用是，通知系统输入操作结束。
2．“格式字符串”中出现的普通字符（包括转义字符形式的字符），务必原样输入。
例如，scanf("%d,%d",&num1,&num2);
假设给num1输入12，给num2输入36，正确的输入操作为：12，36↙
另外，scanf()函数中、格式字符串内的转义字符(如\n)，系统并不把它当转义字符来解释，从而产生一个控制操作，而是将其视为普通字符，所以也要原样输入。
例如：scanf("num1=%d,num2=%d\n",&num1,&num2);
假设给num1输入12，给num2输入36，正确的输入操作为：
num1=12，num2=36\n↙
提高人机交互性建议：为改善人机交互性，同时简化输入操作，在设计输入操作时，一般先用printf()函数输出一个提示信息，再用scanf()函数进行数据输入。
例如，将scanf("num1=%d,num2=%d\n",&num1,&num2
);改为：
printf("num1="); scanf("%d",&num1);
printf("num2="); scanf("%d",&num2);
3．输入数据时，遇到以下情况，系统认为该数据结束：
（1）遇到空格，或者回车键，或者Tab键。
（2）遇到输入域宽度结束。例如“%3d”，只取3列。
（3）遇到非法输入。例如，在输入数值数据时，遇到字母等非数值符号(数值符号仅由数字字符0-9、小数点和正负号构成)。
4．使用格式说明符“%c”输入单个字符时，空格和转 义字符均作为有效字符被输入。
例如，scanf("%c%c%c",&ch1,&ch2,&ch3);
printf("ch1=%c,ch2=%c,ch3=%c\n",ch1,ch2,ch3);
假设输入：A□B□C↙，则系统将字母`A`赋值给ch1，空格`□`赋值给ch2，字母`B`赋值给ch3。
3.3 单个字符输入输出——getchar()和putchar()函数
3.3.1 单个字符的输出──putchar()函数
[案例3.8] putchar() 函数的格式和使用方法。
/*案例代码文件名：AL3_8.C*/
/*功能：说明putchar()函数的格式和使用方法。*/
#include "stdio.h" /*编译预处理命令：文件包含*/
main()
{char ch1=`N`, ch2=`E`, ch3=`W`;
putchar(ch1); putchar(ch2); putchar(ch3); /*输出*/
putchar(`\n`);
putchar(ch1); putchar(`\n`); /*输出ch1的值，并换行*/
putchar(`E`); putchar(`\n`); /*输出字符`E`，并换行*/
putchar(ch3); putchar(`\n`);
}
程序运行结果如下：
NEW
N
E
W
1．putchar()函数的格式： putchar(ch);
其中ch可以是一个字符变量或常量，也可以是一个转义字符。
2．putchar()函数的作用：向终端输出一个字符。
（1）putchar()函数只能用于单个字符的输出，且一次只能输出一个字符。另外，从功能角度来看，printf()函数可以完全代替putchar()函数。
（2）在程序中使用putchar()函数，务必牢记：在程序（或文件）的开头加上编译预处理命令（也称包含命令），即：
#include "stdio.h"
表示要使用的函数，包含在标准输入输出（stdio）头文件（.h）中。
3.3.2 单个字符的输入──getchar()函数
[案例3.9] 说明getchar()函数的格式和作用。
/*案例代码文件名：AL3_9.C*/
/*功能：说明getchar()函数的格式和作用。*/
#include "stdio.h" /*文件包含*/
main()
{char ch;
printf("lease input two character: ");
ch=getchar(); /*输入1个字符并赋给ch */
putchar(ch);putchar(`\n`);
putchar(getchar()); /*输入一个字符并输出*/
putchar(`\n`);
}
程序运行情况如下：
Please input two characters: ab↙
a
b
1．getchar()函数的格式：getchar();
2．getchar()函数的作用：从系统隐含的输入设备（如键盘）输入一个字符。另外，从功能角度来看，scanf()函数可以完全代替getchar()函数。
（1）getchar()函数只能用于单个字符的输入，一次输入一个字符。
（2）程序中要使用getchar()函数，必须在程序（或文件）的开头加上编译预处理命令：
#include "stdio.h“
3.4 顺序结构程序设计
在顺序结构程序中，各语句（或命令）是按照位置的先后次序，顺序执行的，且每个语句都会被执行到。
[案例3.10] 输入任意三个整数，求它们的和及平均值。 /*案例代码文件名：AL3_10.C *//*功能：设计一个顺序结构程序，求三个整数的和及平均值。*/ main()
{int num1,num2,num3,sum; float aver;
printf("lease input three numbers:");
scanf("%d,%d,%d",&num1,&num2,&num3);/*输入三个整数*/ sum=num1+num2+num3;/*求累计和*/
aver=sum/3.0; /*求平均值*/
printf("num1=%d,num2=%d,num3=%d\n",num1,num2,num3);
printf("sum=%d,aver=%7.2f\n",sum,aver);
}
思考题：能否将“aver=sum/3.0;”中“3.0”改为“3”？
[案例3.11] 求方程ax2+bx+c=0的实数根。a，b，c由键盘输入，a≠0且b2-4ac>0。
/*案例代码文件名：AL3_11.C。*/
/*功能：设计一个顺序结构程序，求方程的根。*/
#include "math.h" /*为使用求平方根函数sqrt()，包含math.h头文件 */
main()
{float a,b,c,disc,x1,x2;
printf("Input a, b, c: ");
scanf("%f,%f,%f",&a,&b,&c); /*输入方程的三个系数的值*/
disc=b*b-4*a*c; /*求判别式的值赋给disc*/
x1=(-b+sqrt(disc))/(2*a);
x2=(-b-sqrt(disc))/(2*a);
printf("\nx1=%6.2f\nx2=%6.2f\n",x1,x2);
}
[案例3.12] 从键盘输入一个小写字母，要求用大小写字母形式输出该字母及对应的ASCII码值。
/*案例代码文件名：AL3_12.C。*/
#include "stdio.h"
main()
{char c1,c2;
printf("Input a lowercase letter: ");
c1=getchar();
putchar(c1);printf(",%d\n",c1);
c2=c1-32; /*将大写字母转换成对应的小写字母*/
printf("%c,%d\n",c2,c2);
}
程序运行情况如下：
Input a lowercase letter: a↙
a,97
A,65
在顺序结构程序中，一般包括以下几个部分：
1．程序开头的编译预处理命令。
在程序中要使用标准函数（又称库函数），除printf()和scanf()外，其它的都必须使用编译预处理命令，将相应的头文件包含进来。。
2．顺序结构程序的函数体中，是完成具体功能的各个语句和运算，主要包括：
（1）变量类型的说明。
（2）提供数据语句。
（3）运算部分。
（4）输出部分。
良 好 的 源 程 序 书 写 风 格──顺序程序段左对齐
顺序程序段中的所有语句（包括说明语句），一律与本顺序程序段的首行左对齐。
