使用scanf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，第三章我们讲解了如何将数据输出到显示器上，本章我们开始讲解如何从键盘输入数据。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。

本节我们只讲解 scanf()，其它的输入函数将在下节讲解。

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，和 printf 的功能正好相反。

我们先来看一个例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 0, b = 0, c = 0, d = 0;
    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的值并输出
    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的值并输出
    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，接着执行下一个 scanf() 函数，再从键盘输入 60，按下回车键，就会将 60 赋值给变量 b，都是同样的道理。

第 8 行代码中，scanf() 有两个以空格分隔的%d，后面还跟着两个变量，这要求我们一次性输入两个整数，并分别赋值给 c 和 d。注意"%d %d"之间是有空格的，所以输入数据时也要有空格。对于 scanf()，输入数据的格式要和控制字符串的格式保持一致。

其实 scanf 和 printf 非常相似，只是功能相反罢了：

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 的值在显示器上输出

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《数据在内存中的存储》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。

我们不妨将变量的地址输出看一下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a='F';
    int b=12;
    int c=452;
    printf("&a=%p, &b=%p, &c=%p\n", &a, &b, &c);
   
    return 0;
}

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

%p是一个新的格式控制符，它表示以十六进制的形式（带小写的前缀）输出数据的地址。如果写作%P，那么十六进制的前缀也将变成大写形式。 

图：a、b、c 的内存地址

注意：这里看到的地址都是假的，是虚拟地址，并不等于数据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>
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);
    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，多几个少几个无所谓，只要有空格就行。

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。用户每次按下回车键，程序就会认为完成了一次输入操作，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有效数据，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。

连续输入

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，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，两个 scanf() 都能正确读取。合情合理的猜测是，第一个 scanf() 读取完毕后没有抛弃多余的值，而是将它们保存在了某个地方，下次接着使用。

如果我们多输入一个整数，会怎样呢？

这次我们多输入了一个 99，发现 scanf() 仍然能够正确读取，只是 99 没用罢了。

如果我们少输入一个整数，又会怎样呢？

输入三个整数后，前两个 scanf() 把前两个整数给读取了，剩下一个整数 10，而第三个 scanf() 要求输入两个整数，一个单独的 10 并不能满足要求，所以我们还得继续输入，凑够两个整数以后，第三个 scanf() 才能读取完毕。

从本质上讲，我们从键盘输入的数据并没有直接交给 scanf()，而是放入了缓冲区中，直到我们按下回车键，scanf() 才到缓冲区中读取数据。如果缓冲区中的数据符合 scanf() 的要求，那么就读取结束；如果不符合要求，那么就继续等待用户输入，或者干脆读取失败。我们将在本章的《C语言缓冲区（缓存）详解》《结合C语言缓冲区谈scanf()函数》两节中详细讲解缓冲区。

注意，如果缓冲区中的数据不符合 scanf() 的要求，要么继续等待用户输入，要么就干脆读取失败，上面我们演示了“继续等待用户输入”的情形，下面我们对代码稍作修改，演示“读取失败”的情形。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;  //修改处：给变量赋予不同的初始值
    scanf("%d", &a);
    scanf("%d", &b);
    printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
    scanf("%d %d", &c, &d);
    printf("c=%d, d=%d\n", c, d);
   
    return 0;
}

运行结果：

前两个整数被正确读取后，剩下了 a10，而第三个 scanf() 要求输入两个十进制的整数，a10 无论如何也不符合要求，所以只能读取失败。输出结果也证明了这一点，c 和 d 的值并没有被改变。

这说明 scanf() 不会跳过不符合要求的数据，遇到不符合要求的数据会读取失败，而不是再继续等待用户输入。

总而言之，正是由于缓冲区的存在，才使得我们能够多输入一些数据，或者一次性输入所有数据，这可以认为是缓冲区的一点优势。然而，缓冲区也带来了一定的负面影响，甚至会导致很奇怪的行为，请看下面的代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1, b = 2;
    scanf("a=%d", &a);
    scanf("b=%d", &b);
    printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
    return 0;
}

输入示例：

输入a=99，按下回车键，程序竟然运行结束了，只有第一个 scanf() 成功读取了数据，第二个 scanf() 仿佛没有执行一样，根本没有给用户任何机会去输入数据。

如果我们换一种输入方式呢？

这样 a 和 b 都能够正确读取了。注意，a=99b=200中间是没有任何空格的。

肯定有好奇的小伙伴又问了，如果a=99b=200两个数据之间有空格又会怎么样呢？我们不妨亲试一下：

你看，第二个 scanf() 又读取失败了！在前面的例子中，输入的两份数据之前都是有空格的呀，为什么这里不能带空格呢，真是匪夷所思。好吧，这个其实还是跟缓冲区有关系，我将在《结合C语言缓冲区谈scanf()函数》中深入讲解。

要想破解 scanf() 输入的问题，一定要学习缓冲区，它能使你对输入输出的认识上升到一个更高的层次，以后不管遇到什么疑难杂症，都能迎刃而解。可以说，输入输出的“命门”就在于缓冲区。

输入其它数据

除了输入整数，scanf() 还可以输入单个字符、字符串、小数等，请看下面的演示：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char letter;
    int age;
    char url[30];
    float price;
   
    scanf("%c", &letter);
    scanf("%d", &age);
    scanf("%s", url); //可以加&也可以不加&
    scanf("%f", &price);
   
    printf("26个英文字母的最后一个是 %c。\n", letter);
    printf("城东书院已经成立%d年了，网址是 %s，开通超级会员的价格是%g。\n", age, url, price);
    return 0;
}

运行示例：

scanf() 和 printf() 虽然功能相反，但是格式控制符是一样的，单个字符、整数、小数、字符串对应的格式控制符分别是 %c、%d、%f、%s。

对读取字符串的说明

在《C语言处理英文字符》一节中，我们谈到了字符串的两种定义形式，它们分别是：

这两种形式其实是有区别的，第一种形式的字符串所在的内存既有读取权限又有写入权限，第二种形式的字符串所在的内存只有读取权限，没有写入权限。printf()、puts() 等字符串输出函数只要求字符串有读取权限，而 scanf()、gets() 等字符串输入函数要求字符串有写入权限，所以，第一种形式的字符串既可以用于输出函数又可以用于输入函数，而第二种形式的字符串只能用于输出函数。

另外，对于第一种形式的字符串，在[ ]里面要指明字符串的最大长度，如果不指明，也可以根据=后面的字符串来自动推算，此处，就是根据"http://www.cdsy.xyz"的长度来推算的。但是在前一个例子中，开始我们只是定义了一个字符串，并没有立即给它赋值，所以没法自动推算，只能手动指明最大长度，这也就是为什么一定要写作char url[30]，而不能写作char url[]的原因。

读者还要注意第 11 行代码，这行代码用来输入字符串。上面我们说过，scanf() 读取数据时需要的是数据的地址，整数、小数、单个字符都要加&取地址符，这很容易理解；但是对于此处的 url 字符串，我们并没有加 &，这是因为，字符串的名字会自动转换为字符串的地址，所以不用再多此一举加 & 了。当然，你也可以加上，这样虽然不会导致错误，但是编译器会产生警告，至于为什么，我们将会在《数组和指针绝不等价，数组是另外一种类型》《数组在什么时候会转换为指针》中讲解。

关于字符串，后续章节我们还会专门讲解，这里只要求大家会模仿，不要彻底理解，也没法彻底理解。

最后需要注意的一点是，scanf() 读取字符串时以空格为分隔，遇到空格就认为当前字符串结束了，所以无法读取含有空格的字符串，请看下面的例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char author[30], lang[30], url[30];
    scanf("%s %s", author, lang);
    printf("author:%s \nlang: %s\n", author, lang);
    scanf("%s", url);
    printf("url: %s\n", url);
    return 0;
}

运行示例：

对于第一个 scanf()，它将空格前边的字符串赋值给 author，将空格后边的字符串赋值给 lang；很显然，第一个字符串遇到空格就结束了，第二个字符串到了本行的末尾结束了。

或许第二个 scanf() 更能说明问题，我们输入了两个网址，但是 scanf() 只读取了一个，就是因为这两个网址以空格为分隔，scanf() 遇到空格就认为字符串结束了，不再继续读取了。

scanf() 格式控制符汇总