C語言 printf 與 scanf 完全指南：格式控制符、參數對應、高質量輸入輸出實踐

printf — 格式化輸出

完整格式字符串語法

%[標誌][寬度][.精度][長度]類型

常用類型字符對照表

精度與寬度實例

printf("%10d", 42);       // "        42" (右對齊，寬度 10)
printf("%-10d", 42);      // "42        " (左對齊)
printf("%010d", 42);      // "0000000042" (零填充)
printf("%.4d", 42);       // "0042" (精度 4：最小位數)
printf("%10.2f", 3.14159); // "      3.14" (寬度 10，小數 2 位)
printf("%.5s", "hello world"); // "hello" (最大 5 字符)
printf("%-10.5s", "hi");     // "hi       " (左對齊，寬度 10，最多 5 字符)

長度修飾符關鍵對應

• %hd / %hhd — short / signed char。
• %ld / %lld — long / long long。
• %lf — double (printf 中 %f 也可接 double，因默認提升；但 scanf **必須** %lf 讀 double)。
• %Lf — long double。
• %zu — size_t；%td — ptrdiff_t。

scanf — 格式化輸入

核心差異

• 參數**必須是地址** (指針)：scanf("%d", &a);。
• 格式字符串中**空白字符 (空格、換行、Tab) 匹配輸入中任意長度的空白** (包括 0 個)。
• 非格式字符 (如 scanf("%d,%d", &a, &b);) **必須原樣匹配輸入**，否則匹配失敗停止。
• 返回值：成功匹配並賦值的項目數；EOF 表示輸入結束/錯誤。

常見格式字符 (與 printf 類似，但無精度/標誌)

高質量輸入輸出實踐

1. printf 最佳實踐

• **格式字符串不接受用戶輸入** — 防格式化字符串攻擊：printf(user_str); → printf("%s", user_str);。
• **參數數量類型嚴格匹配** — 開啟編譯器警告 (-Wformat)，C++ 用 std::format (C++20) 或 iostream 類型安全。
• **輸出指針用 %p 配合 (void*)** — printf("%p", (void*)ptr);。
• **浮點輸出控制精度** — printf("%.2f", val); 避免 3.140000。

2. scanf 避坑指南 (極其重要)

1. 必須取地址：scanf("%d", &a); 而非 a。
2. 避免在格式串放非格式字符，特別是 \n：scanf("%d\n", &a); 會導致需輸入非數字字符才能結束。
3. 字符串輸入防溢出：char buf[20]; scanf("%19s", buf); (寬度 = size-1)。或用 fgets(buf, sizeof(buf), stdin); 讀整行再解析。
4. 處理殘留換行符：連續 scanf("%d", &a); scanf("%c", &ch); 第二次讀到 '\n'。解決：scanf(" %c", &ch); (格式串前加空格跳過空白) 或循環清理 while (getchar() != '\n');。
5. 檢查返回值：if (scanf("%d", &a) != 1) { /* 輸入錯誤處理 */ }。
6. 掃描集讀整行：char line[100]; scanf("%99[^\n]", line); getchar(); // 吃掉換行。

3. 進階：scanf 返回值驅動循環

int x;
while (scanf("%d", &x) == 1) { // 成功讀 1 個整數
    process(x);
}
// 輸入非數字或 EOF 退出

總結對比表

精通 printf/scanf 格式控制、參數匹配、返回值檢查、殘留字符處理，是 C 語言工程師從「能跑」到「健壯」的分水嶺。現代 C++ 優先選擇 iostream 或 std::format (C++20) 獲得類型安全與擴展性。