C语言从键盘输入数据

程序是人机交互的媒介，有输出必然也有输入。在C语言中，有多个函数可以从键盘获得用户输入：

• scanf()：和 printf() 类似，scanf() 可以输入多种类型的数据。
• getchar()、getche()、getch()：这三个函数都用于输入单个字符。
• gets()：获取一行数据，并作为字符串处理。

scanf() 是最灵活、最复杂、最常用的输入函数，但它不能完全取代其他函数，大家都要有所了解。

scanf()函数

scanf 是 scan format 的缩写，意思是格式化扫描，也就是从键盘获得用户输入。我们先来看一个例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int a, b, c, d;
    scanf("%d", &a);  //输入整数并赋值给变量a
    scanf("%d", &b);  //输入整数并赋值给变量b
    printf("a+b=%d\n", a+b);  //计算a+b的值
    scanf("%d %d", &c, &d);  //输入两个整数并分别赋值给c、d
    printf("c*d=%d\n", c*d);  //计算c*d的值
    system("pause");
    return 0;
}

运行结果：

↙表示按下回车键。

从键盘输入12，按下回车键，scanf() 就会读取输入数据并赋值给变量 a，本次输入结束，执行下一条语句。接着给变量b赋值，也是同样的道理。

第9行代码中，我们同时输入两个整数并分别赋值给c、d。注意"%d %d"之间是有空格的，所以输入数据时也要有空格。也就是说，输入数据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);  // 获取用户输入的两个整数，分别赋值给变量 a 和 b
printf("%d %d", a, b);  // 将变量 a 和 b 的是在显示器上输出。

它们都有格式控制字符串，都有变量列表。不同的是，scanf 的变量前要带一个&符号；&称为取地址符，也就是获取变量在内存中的地址。

在《二进制思想以及数据的存储》一节中讲到，数据是以二进制的形式保存在内存中的，字节（Byte）是最小的可操作单位。为了便于管理，我们给每个字节分配了一个编号，使用该字节时，只要知道编号就可以，就像每个学生都有学号，老师会随机抽取学号来让学生回答问题。字节的编号是有顺序的，从 0 开始，接下来是 1、2、3……

下图是 4G 内存中每个字节的编号（以十六进制表示）：

这个编号，就叫做地址（Address）。int a;会在内存中分配四个字节的空间，我们将第一个字节的地址称为变量 a 的地址，也就是&a的值。对于前面讲到的整数、浮点数、字符，都要使用 & 获取它们的地址，scanf 会根据地址把读取到的数据写入内存。

我们不妨将它们的地址输出看一下：

#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;
}

输出结果：&a=0x18ff48, &b=0x18ff44, &c=0x18ff40 

图：a、b、c 的内存地址

注意：这里看到的地址是虚拟地址，并不等于它在物理内存中的地址。虚拟地址是现代计算机因内存管理的需要才提出的概念，我们将在《C语言和内存》专题中详细讲解。

再来看一个 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;
}

运行结果：

第一个 scanf() 的格式控制字符串为"%d %d"，中间有一个空格，而我们却输入了10    20，中间有多个空格。

第二个 scanf() 的格式控制字符串为"%d   %d"，中间有多个空格，而我们却输入了100 200，中间只有一个空格。这说明 scanf() 对输入数据之间的空格的处理比较宽松，并不要求空格数严格对应。

第三个 scanf() 的控制字符串为"%d, %d, %d"，中间以逗号分隔，所以输入的整数也要以逗号分隔。

第四个 scanf() 要求整数之间以is bigger than分隔。

每次用户按下回车键，程序就会认为用户输入结束，scanf() 开始读取用户输入的内容，并根据格式控制字符串从中提取数据，只要用户输入的内容和格式控制字符串匹配，就能够正确提取。

本质上讲，用户输入的内容都是字符串，scanf() 完成的是从字符串中提取有效数据的过程。

连续读取与读取失败问题

在本节第一段示例代码中，我们一个一个地输入变量 a、b、c、d 的值，也就是说，每输入一个值就按一次回车键。现在我们改变输入方式，将四个变量的值一次性输入，如下所示：

可以发现，scanf() 也能正确读取。合情合理地猜测是，scanf() 没有抛弃多余的值，而是将它们保存在了某个地方，下次接着使用。

请大家继续看下面的代码：

#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;
}

运行结果：

第一个 scanf() 能够正确读取到整数并赋值给变量 a，第二个 scanf() 好像被忽略了，什么也没做，b 的值没有发生变化。

这两个问题都和C语言输入缓冲区有关，我们将在《C语言缓冲区（缓存）详解》《结合C语言缓冲区谈scanf()函数》《C语言清空缓冲区》几节详细讲解。

输入单个字符

scanf 用于接收用户输入的各种数据，如果仅仅是输入单个字符，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;
}

运行结果：

你也可以将第5、6行的语句合并为一个：

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;
}

运行结果：#c='#'

大家亲自运行程序会发现，刚输入字符 #，getche() 就立即获取，不会等到用户按下回车键，所以运行结果中没有换行。而 getchar() 不是，它要等到用户按下回车键才能确认输入结束，所以运行结果中有换行。

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;
}

运行程序，输入 #，结果为：c='#'

大家亲自运行程序会发现，getch() 和 getche() 类似，输入一个字符就立即获取，不会等待用户按下回车键。与 getche() 不同的是，getch() 输入的 # 并没有显示出来。

在C语言中，将用户输入的内容显示在屏幕上叫做回显（Echo）。getchar()、getche() 是有回显的，而 getch() 没有回显。

回显在大部分情况下是有必要的，它能够与用户及时交互，让用户清楚地看到自己输入的内容。但在某些特殊情况下，我们却不希望有回显，例如输入密码，有回显是非常危险的，容易被偷窥。

从本质上讲，getch()、getche() 立即回显是因为它们不带缓冲区，而 getchar() 带有缓冲区，必须等待用户按下回车键才能确认输入结束，更多内容将在《结合C语言缓冲区谈getchar()、getche()、getch()》一节详细讲解。

另外需要注意的是：getchar() 位于 stdio.h 头文件中，是C语言规定的标准函数；而 getche()、getch() 位于 conio.h 中，它们都不是标准函数，不保证在任何编译器下都有效。

输入字符串

这里由于大家的基础知识还不够，没有学到数组和指针，暂时无法深入讲解。下面仅作一个演示：

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    char str1[30], str2[30];  //定义两个字符数组
    gets(str1);
    scanf("%s", str2);
    puts(str1);
    puts(str2);
    system("pause");
    return 0;
}

运行结果：

gets() 会读取用户输入的整行内容，包括空格。而 scanf() 遇到空格就结束读取，也就是说，使用 scanf() 读取的字符串中永远不会包含空格。