嵌入式开发学习（第二阶段 C语言基础）

C语言：第4天笔记

内容提要

• 流程控制
  • C语句
  • 数据的输入与输出

流程控制

C语句

定义

• C程序是以函数为基础单位的。
• 一个函数的执行部分是由若干条语句构成的。
• C语言都是用来完成一定操作的任务。
• C语句必须依赖于函数存在。

C程序结构

C语句分类

1.控制语句

作用：用来完成一定的控制，功能

举例：

if…else…、for…、while…、do…while…、continue…、break…、switch、return、goto

2.函数调用语句

由一个函数调用+分号组成，例如：

printf("这是一个函数调用语句");
tesr();

3，表达式语句

由一个表达式+分号组成，最经典的表达式语句就是赋值语句，例如：

a = 3;      //表达式
score >= 90;//表达式
score = 90; //表达式语句

4，空语句

==只有一个分号，==什么都不做，例如：

;
for(;;)

5.符合语句

用=={…}==括起来的若干个语句，例如;

{z = z + y;t = z / 100;printf("%f\n",t);//超过1条语句就是复合语句
}

数据的输入输出

数据的输入与输出是相对而言，其中：

• 从计算机向外部设备输送称数据之为输出（output）。通常的输入输出设备包括：显示器、打印机等。
• 从外部设备向计算机输送数据称之为输入（input）。通常输入设备包括：键盘、鼠标、扫描仪等。

在C语言中。输入输出设备需要使用标准的输入输出库（stdio.h）中的输入函数（scanf()）、输 出函数（printf()）实现，后期可以扩展其他输入输出函数。本章节接触函数属于外设IO

库函数已经被编译成了目标文件，在连接时编译源程序得到的目标文件相链接，生成可执行程序。

注意：在使用系统库函数的时候，需要用预处理指令#include 将有关的文件包含到用户资源文件中（一般放在程序的开头位置）头文件中包含了调用函数时需要的有关信息，具体的函数在编译的 时候再去链接对应的系统库。

输入输出缓冲机制

缓冲区的概念

• 缓冲区（缓存）是内存空间的一部分，用于缓存输入或输出的数据。

• 在进行输入操作时，系统从外部设备（如键盘）读取数据，先放入缓冲区，程序再从缓冲区读取数据。

  输入时数据流向：外部设备→输入缓冲区→程序

• 在进行输入操作时，系统先将数据放入缓冲区，然后在特条件下（如缓冲区满、遇到特定字 符、手动刷新等）再将缓冲区中的数据输出到外部设备（如屏幕）。

  输出时数据流向：程序→输入缓冲区→外部设备

缓冲区的类型

C语言的缓冲区有三种类型：

• 全缓冲：当缓冲区填满后，才进行实际的输入输出操作。例如：对磁盘文件的读写。—window全缓冲区的大小是4096字节，Linux全缓冲区大小是1024字节。
• **行缓冲：**当在输入和输出中遇到换行符（==\n或者回车）时，执行实际的输入输出操作。例如：标准输入（stdin）和（stdout）。
• **无缓冲：**不进行缓冲直接进行输入输出操作。例如：标准错误流（stderr）

缓冲区的刷新条件

缓冲区的刷新（将缓冲区的数据实际输出到外部设备）通常发生在以下情况：

• **缓冲区满：**当缓冲区写满时，会自动刷新。
• 遇到特定字符：如换行字符（\n）等
• **手动刷新：**使用fflush (stdout)函数手动刷新输出缓冲区。
• **程序关闭时：**当程序结束时，缓冲区中的数据会被刷新。

缓冲区的实际应用

• **提高效率：**通过缓冲区，可以减少与外部设备的交互次数，提高数据传输的效率
• **处理输入输出：**例如：使用scanf和printf函数时，数据先被放入缓冲区，然后按照特定的规则 从缓冲区读取或输出。

实现原理图：

简单的输入与输出

用printf函数输出数据

语法：

printf("格式控制",输出列表);

引入文件：

#include <stdio.h>

举例：

printf("i=%d,x=%d,y=%d\n",i,34,i+1);

注意：格式控制中格式化符号（%d）要和输出的数据一一对应。

参数：

• 格式控制：用一对英文双引号括起来，包含两种信息：
  • 格式说明：由%和特定字符组成，如%d，%f，%c等，这是格式说明
  • 普通字符：作为说明性的文字、符号等，按照输入原样输出
• 输出列表：输出列表中的各项目指出了所要输出的内容，可以是常量（字面量、符号常量、const修饰的变量）、变量、表达式。输出列表的个数，由格式控制中的格式化符号来决定。

基本的格式化符

%d 按有符号十进制整型（int）数据的实际长度输出。（十进制（0）、八进制（00）、十六进 制（0x00））

%u 按无符号十进制整型（int）数据的实际长度输出。

%c 仅输出一个字符（char）

%s 输出结果是字符串，举例：printf(“%s\n”,“CHINA”);,输出结果：CHINA

%f 以小数形式输出一个实数（涵单双精度）。整数部分全部输出，小数部分输出6位。

%e 也可以写作%E，以指数形式输出一个实数（涵单双精度）。小数点前1位非0数字，并输出6位小数。

%hd 短整型(short int/short)

%hhd 字符型的ASCII码，char数据对应的ASCII码的值，举例：char a = ‘A’;printf(“%hhd\n”,a);，输 出结果：65

%lf 双精度浮点型（double）

%ld 长整型（long int/long）

%lld 长长整型（long long int/long long）

%x 十六进制，但是十六进制的前缀0x不会打印出来，举例：printf(“%x,%#x\n”,198,198);，输 出结果：c6,0xc6

%#x 十六进制，并且十六进制的前缀0x也会打印出来，举例：0x05

%o 八进制，前缀0不会打印出来，举例：5

%#o 八进制，并且八进制的前缀0也会打印出来，举例：05

%p 打印内存的地址

%% 输出%本身

案例：

/*************************************************************************> File Name:    demo01.c> Author:       小刘> Description:  > Created Time: 2025年05月07日 星期三 09时57分32秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{printf("%x,%#x\n",255,255);// 输出16进制整数   printf("%o,%#o\n",255,255); // 输出8进制整数  printf("%d%c",5,'%');   // 输出5%printf("%%\n");;// 输出 %printf("%f,%1f,%e\n",99.78945,99.78945,99.78945);   // 输出小数return 0;
}

运行结果：

用scanf函数输入数据

基础用法

语法：

scanf("格式控制",地址列表);   

注意：地址列表不能传变量、常量、表达式，只能传与之对应的内存地址（首地址），通过&+变量名获取。

举例：

int a = 10; // 定义了一个变量a
scanf("%d",&a);//&在这里称作取地址符，&a的意思是获取变量a对应的内存地址（首地址）

作用：

将从键盘输入的数据存入所占的存储单元，存储单元有地址标识。

参数：

• ==格式控制：==含义等同于printf函数的格式控制，说明输入的数据应该使用的格式。
• ==地址列表：==是由若干个地址组成，可以是变量的地址或者字符串的地址。&是取地址变量的地址。与格式化输出一样，在格式控制中，用于说明数据格式的格式说明符以%开 头，后面紧跟具体的格式。

案例：

需求：从键盘输入整数给变量

代码：

/*************************************************************************> File Name:    demo02.c> Author:       刘孟丹> Description:  > Created Time: 2025年05月07日 星期三 14时25分48秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{//定义三个变量a,b,c,用来接收控制台的输入int a,b,c;// 因为这里需要接收控制台键盘的输入，所以无需赋初始值// 每次在使用键盘输入之前，在控制台提示一下printf("请输入三个数字：\n");scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);//注意：scanf格式化控制不要加\n，因为回车后会自动产生一个\n//测试printf("a=%d,b=%d,c=%d\n",a,b,c);return 0;
}

运行结果：

总结：输入多个数据的时候可以用空格、Tab键、回车键中的任意一种。

说明：

• scanf函数中的“格式控制”后面应当是变量的地址，由取地址&和变量名共同组成，举例：

  scanf("%f%d", &a, &b);
  

• 如果“格式控制”中除了格式说明以外还有其他字符，则在输入数据时必须在对应位置输入与之相 同的字符，举例：

scanf("%d,%d",&a, &b);

从键盘录入数据的时候，使用格式控制中的逗号分隔：3,4

scanf("%d-%d-%d",&year,&month,&day);

从键盘录入数据的时候，使用格式控制中的短横线分隔： 2025-5-7

scanf("%d年%d月%d日",&year,&month,&day);

从键盘录入数据的时候，使用格式控制中的年月日分隔：2025年05月07日

• 用%c格式输入字符时，空格和转义符（如：\n，\：转义符）都作为有效字符输入，应注意：

  scanf("%c%c%c",&a,&b,&c);
  

注意：其实Tab键、空格键、回车键的响应都是当做字符处理。

• 在输入数值数据（整型+浮点型）时，遇到空格、回车、Tab键或遇到非法输入（A，？…）则认为该输入结束；

scanf("%d%d%d",&a, &b, &c);

• 对于unsigned型变量所需的数据，可以%u（unsigned int）或者%d（signed int）格式输入。

复杂的输入输出

按指定格式输出数据宽度、小数位数、上下行数据按小数点对齐、用八进制、十六进制等。

输出数据格式控制

整型格式说明符

• 十进制形式（0~9）

  说明符	说明	数据类型
  %d和%md	用于基本整型	int
  %ld和%mld	用于长整型	long
  %u和%mu	用于无符号基本整型	unsigned int
  %lu和%mlu	用于无符号长整型	unsigned long

• 八进制形式（0~7）

  说明符	说明	数据类型
  %o和%mo	用于基本整型	int
  %lo和% mlo	用于长整型	long

• 十六进制形式（0~F）

说明符	说明	数据类型
%x和%mx	用于基本整型	int
%lx和%mlx	用于长整型	long

说明：

m表示输出整型数据所占总宽度（列数，1个字符占1列），其中：

①当实际数据的位数不到m位，数据前面将用空格填满，举例：原数据（“12”）

②若实际数据的位数大于等于m位时，则以数据的实际位数为标准进行输出，列宽无效，举例：

​ 原数据（"12345"）列宽m(4)的数据（"12345"）

总结：

如果实际数据列宽<m，使用空格补全m。

如果实际数据列宽>=m，输出实际数据，m失效。

一个int型整型也可以使用%u输出，反之一个unsigned型整数也可以用%d、%o、%x格式输出。 按相互赋值的规则处理。

/*************************************************************************> File Name:    demo03.c> Author:       小刘> Description:  > Created Time: 2025年05月07日 星期三 15时37分11秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{printf("%d\n",12);             // "12"      输出后，实际列宽位2printf("%6d\n",12);            // "    12"  输出后，实际列宽为6，右对齐printf("%-6d\n",12);           // "12    "  输出后，实际列宽为6，左对齐printf("%6d\n",1234567);       // "1234567" 输出后，实际列宽为7，m失效printf("%06d\n",12);           // "000012"  输出后，实际列宽为6，不足补0printf("%+d,%+d\n",12,-12);    // "+12,-12" 显示正负号printf("%#06x,%#06o\n",12,12); // "0x000c,000014" 输出后，实际列宽6return 0;
}

运行效果：

字符型格式说明符

• 字符型

  说明符	说明	举例
  %c或者%mc	输出的字符占m列	printf(“%3c\n”,‘a’);

用法和整型的用法一致。

• 字符串型

  在C语言中，支持字符串常量，不支持字符串变量

  说明符	说明
  %ms	输出的字符串占m列。若串长>=m，全部输出；反之在串前补空格（m为正往前补空格） 举例： printf("%6s\n","hello"); " hello"
  %-ms	输出的字符串占m列。若串长>=m，全部输出；反之在串前补空格（m为负往后补空格） 举例： printf("%-6s\n","hello"); " hello"
  %m.ns	输出的字符串占m列，只取字符串前n个字符，不足部分串前补空格。 举例： pri ntf("%6.2s\n","hello"); " he"
  %-m.ns	输出的字符串占m列。只取字符串前n个字符，不足部分串后补空格。 举例： pri ntf("%-6.2s\n","hello"); "he "

案例：

• 需求：字符串输出

• 代码：

  /*************************************************************************> File Name:    demo04.c> Author:       小刘> Description:  > Created Time: 2025年05月07日 星期三 16时02分40秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
  {printf("%3s,%7.2s,%-5.3s,%.4s\n","CHIAN","CHIAN","CHINA","CHINA");return 0;
  }

• 运行结果

  

浮点格式说明符

浮点型格式分为三种形式：

序号	名称	说明
1	十进制形式	%m.nf或者%-m.nf，m是列宽，n是保留的小数位
2	指数形式	%m.ne或者%-m.ne，m是列宽，n是保留的尾数位
3	%g或者%G形 式	根据数值的大小，自动选择%f或者%e中宽度较短的一种格式，不输出 无意义的0

解释：

在输出浮点型数据时，格式说明符中的m表示整个数据所占的列宽，n表示小数点后面所占的位数 （保留的小数位）

如果在小数点后取n位后，所规定的数据宽度m不够输出数据前面的整数部分（包括小数点），则 按实际的位数进行输出。

案例：

• 需求：输出浮点型数时，指定小数位。

• 案例：

/*************************************************************************> File Name:    demo05.c> Author:       小刘> Description:  > Created Time: 2025年05月07日 星期三 16时09分47秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{float f = 123.155f;//f是标识符，不计入列宽，实际列宽是7printf("%8.2f,%-8.2f,%8.6f,%8.2e.%g,%G\n",f,f,f,f,f,f);//指定小数位，采用四舍五入//结果为“  123.15”，“123.15  ”，“123.155000”，“1.23e+02”,“123.155”,“123.155”return 0;
}

• 运行结果：

  

  这里的小数保留采用四舍五入

案例：

• 要求：求3个圆的周长，输出结果时要求按小数点对齐，取两位小数。
• 代码：

/*************************************************************************> File Name:    demo06.c> Author:       小刘> Description:  > Created Time: 2025年05月07日 星期三 16时26分57秒************************************************************************/#include <stdio.h>
#define PI 3.14int main(int argc,char *argv[])
{double r1 = 1.53, r2 = 21.83,r3 = 123.71,s1,s2,s3;s1 = 2.0 * PI * r1;s2 = 2.0 * PI * r2;s3 = 2.0 * PI * r3;printf("%f\n%f\n%f\n",s1,s2,s3);return 0;
}

案例：

• 要求：设有如下C程序

• 代码

  #include "stdio.h"main(){ double x=34.567;printf("x=％f\n",x);// 34.567000printf("x=％d\n",x);// 27263，这种写法错误，自动类型转换异常printf("x=％d\n",(int)x);// 34}
  

• 这个程序的实际运行结果为

x=34.567000

x=27263

x=34

• 说明

  显然，这个程序中的第二个格式输出语句输出的结果是错误的，这是因为在第二个格式输出语 句中，格式说明符％d是基本整型格式说明符，而输出项目是双精度型的数据，它们是不匹配 的。

输出数据格式控制

整型格式说明符

• 十进制形式（0~9）

  说明符	说明	数据类型
  %d和%md	用于基本整型	int
  %ld和%mld	用于长整型	long
  %u和%mu	用于无符号基本整型	unsigned int
  %lu和%mlu	用于无符号长整型	unsigned long

• 八进制形式（0~7）

  说明符	说明	数据类型
  %o和%mo	用于基本整型	int
  %lo和% mlo	用于长整型	long

• 十六进制形式（0~F）

说明符	说明	数据类型
%x	用于基本整型	int
%lx	用于长整型	long

总结：

​ ① 用于输入与输出整型数据的格式说明符是完全一致的。

​ ② 与输出情形一样，对于八进制与十六进制的输入格式，主要用于输入无符号的整型数据。

浮点型格式说明符

说明符	说明	数据类型
%f或者%e	用于单精度浮点型	float
%lf	用于双精度浮点型	double

总结：

①与输出不同，输入时无论单精度还是双精度，都不能用m.n来指定输出的宽度和小数点后保留的位数。

②可以指定输入数据所占的列数，系统自动按它截取所需的数据，如;

scanf("%3d%3d",&a,&b);

输入测试数据：1234567

结果：a=123,b=456

explain：从输入的数据1234567中，截取前三列（123），赋值给a，再截取3列（456），赋值给b，剩余的7舍去

③若在%后有一个==*和一个数字==，表示跳过指定的列数，如：

scanf("%2d%*3%3d",&a,&b);

输入测试数据：12345678

结果：a=12,b=678

explain：从输入的数据12345678中，截取前2列（12），赋值给a，再跳转3列，然后截取3列（678），赋值给b

案例：

/*************************************************************************> File Name:    demo06.c> Author:       小刘> Description:  > Created Time: 2025年05月07日 星期三 16时26分57秒************************************************************************/#include <stdio.h>
#define PI 3.14int main(int argc,char *argv[])
{int a,b;scanf("%3d%3d",&a, &b);// 输入：1234567printf("a=%d,b=%d\n"); // 输出：a=123,b=456return 0;
}

说明：

当用于输入整型数据的格式说明符中没有宽度说明时，则在具体输入数据时分为以下两种情况：

① 如果各格式说明符之间没有其它字符，则在输入数据时，两个数据 之间用"空格"、或"Tab"、 或"回车"来分隔。

② 如果各格式说明符之间包含其它字符，则在输入数据时，应输入与 这些字符相同的字符作为间 隔。

例如，设有如下说明

​ int a,b;

​ float c,d;

现要利用格式输入函数输入a=12,b=78,c=12.5,d=7.6。 采用不同的格式说明，其输入数据的形 式也是不同的。分别说明如下：

• 若输入语句为 scanf("％d％d％f％f"，&a，&b，&c，&D. ； (即格式说明符中没有宽度说明， 各格式说明符之间也没有其他字符。)

  则输入数据的形式应为 12 78 12.5 7.6 ↲ (两个数据之间用空格来分隔，当然也可用“Tab”或“回车”来分隔。)

• 若输入语句为 scanf("％d,％d,％f,％f"，&a,&b,&c,&D. ； (格式说明符中没有宽度说明，但各 格式说明符之间有其它字符，即逗号)

  则输入数据的形式应为 12,78,12.5,7.6 ↲ （即在输入的两个数据之间同时要输入逗号。)

• 若输入语句 scanf("a=％d,b=％d,c=％f,d=％f",&a,&b,&c,&D. ; （即格式说明符中没有宽度 说明，但各格式说明符之间有其它字符。）

  输入数据的形式应为 a=12,b=78,c=12.5,d=7.6 ↲ （即在输入的两个数据之间同时要输入这 些非格式说明符的字符。）

• 在用于输入的实型格式说明符中不能用m.n来指定输入的宽度和小数点后的位数(这是与输出的 不同之处)。

  例如： scanf("％7.2f"，&a)； × 此用法是错误的

• 为了便于程序执行过程中从键盘输入数据，在一个C程序开始执行时，系统就在计算机内存中开 辟了一个输入缓冲区，用于暂存从键盘输入的数据。开始时该输入缓冲区是空的。当执行到一 个输入函数时，就检查输入缓冲区中是否有数据；

扩展：

说明符	含义	示例
%n	已读取的字符数	scanf(“%d%n”, &num, &count);

代码：

/*************************************************************************> File Name:    demo07.c> Author:       刘孟丹> Description:  > Created Time: 2025年05月07日 星期三 16时57分15秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{int num,count;printf("请输入一个数据：\n");scanf("%d%n",&num,&count);printf("num=%d,count=%d\n",num,count);return 0;
}

运行结果;

7.2f"，&a)； × 此用法是错误的`

• 为了便于程序执行过程中从键盘输入数据，在一个C程序开始执行时，系统就在计算机内存中开 辟了一个输入缓冲区，用于暂存从键盘输入的数据。开始时该输入缓冲区是空的。当执行到一 个输入函数时，就检查输入缓冲区中是否有数据；

扩展：

说明符	含义	示例
%n	已读取的字符数	scanf(“%d%n”, &num, &count);

代码：

/*************************************************************************> File Name:    demo07.c> Author:       刘孟丹> Description:  > Created Time: 2025年05月07日 星期三 16时57分15秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{int num,count;printf("请输入一个数据：\n");scanf("%d%n",&num,&count);printf("num=%d,count=%d\n",num,count);return 0;
}

运行结果;