C語言標準庫函數 printf 與 scanf 完全指南

C語言標準庫函數 printf 與 scanf 完全指南

printf 與 scanf 是 C 語言最核心的 I/O 函數，定義於 <stdio.h>。本文系統整理兩者的格式控制、修飾符、返回值、常見陷阱與最佳實踐，並附贈標準庫 15 個頭檔能力分級表。

一、C 標準庫 15 個頭檔與程式設計師分級

二、printf 詳解

1. 函數原型

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

返回值：輸出字符數，錯誤返回負值。

2. 格式控制字符串組成

• 普通字符：原樣輸出
• 轉換說明：% 開頭，指定輸出格式

3. 常用轉換說明符

4. %f 精度問題與解決

float f1 = 3.1415926f;
printf("%f\n", f1);      // 3.141593 (預設6位，四捨五入)
printf("%.7f\n", f1);    // 3.1415925 (強制7位)

float a = 1111.111111f, b = 2222.22222f;
printf("%f\n", a+b);     // 3333.333252 (float 有效位數~7位，後續無效)

// 解決：使用 double
double d1 = 3.141592653589793;
printf("%.15f\n", d1);   // 15 位有效數字

規則：float ~7 位有效數字，double ~15 位。printf 將 float 自動提升為 double，但精度已在賦值時丟失。

5. 域寬與標誌位

6. 轉義字符

printf("\\\n");   // 輸出: \
printf("%%\n");   // 輸出: %
printf("\"\n");   // 輸出: "
printf("\tTab\n"); // 輸出: Tab (製表符)

三、scanf 詳解

1. 函數原型

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

返回值：成功匹配賦值的項目數，EOF 表示輸入結束。

2. 關鍵行為特性

• 阻塞等待：無輸入時暫停執行
• 空白字符跳過：%d、%f 等自動跳過前導空格/換行/Tab
• %c **不跳過**空白：需用 " %c" (前加空格) 跳過
• 遇換行結束：按行讀取，換行符留在緩衝區

3. 常見輸入錯誤與對策

4. * 抑制賦值

int a, b;
scanf("%d%*d%d", &a, &b);  // 輸入: 1990 11 20
// %*d 跳過中間 11
// a=1990, b=20

5. 輸入緩衝區機制

• 用戶輸入 → 系統緩衝區
• scanf 按格式從緩衝區提取
• 匹配成功 → 賦值；失敗 → 停止，字符留在緩衝區
• 後續 scanf 繼續從殘留處讀取

四、緩衝區清理最佳實踐

// 清理殘留換行/無效字符
int c;
while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF);

五、總結對照表

「掌握 I/O 細節，是從『能跑通』到『寫得穩』的關鍵一步。」

程式設計如人生，在無紅綠燈的十字路口，選擇太多反而無所適從。但請記得：寫下第一行正確的代碼，就是最好的開始。