### C语言常用IO函数详解
在C语言编程中，输入输出（IO）操作是不可或缺的一部分。本文将深入探讨C语言中的几种主要IO函数及其应用场景，包括标准输入输出流的使用方法、字符I/O函数、字符串I/O函数以及格式化I/O函数等。
#### 标准输入输出流
在C语言中，`stdin`、`stdout`和`stderr`分别代表标准输入流、标准输出流和标准错误流。
- **`stdin`:** 标准输入流，默认指向键盘。
- **`stdout`:** 标准输出流，默认指向显示器。
- **`stderr`:** 标准错误流，默认也指向显示器，用于输出错误信息，它与`stdout`是独立的。
#### 字符I/O函数
1. **`int getchar()`**
- **说明：** 从`stdin`读取1个字符。
- **返回值：** 成功时返回该字符的ASCII码值；若出错，则返回`EOF`。
- **示例代码：**
```c
int ch;
if ((ch = getchar()) != EOF) {
printf("Read character: %c\n", ch);
}
```
2. **`int fgetc(FILE *fp)`**
- **说明：** 从指定文件`fp`中读取1个字符，当`fp`为`stdin`时，其功能与`getchar()`相同。
- **返回值：** 成功时返回字符的ASCII码值；若出错，则返回`EOF`。
- **示例代码：**
```c
FILE *file;
int ch;
file = fopen("test.txt", "r");
if (file == NULL) {
fprintf(stderr, "Failed to open file.");
return 1;
}
ch = fgetc(file);
printf("First character: %c\n", ch);
fclose(file);
```
3. **`int getc(FILE *fp)`**
- **说明：** 功能与`fgetc`相同，但可以作为函数或宏实现。
- **返回值：** 成功时返回字符的ASCII码值；若出错，则返回`EOF`。
4. **`int putchar(int ch)`**
- **说明：** 向`stdout`输出一个字符`ch`。
- **返回值：** 成功时返回字符的ASCII码值；若出错，则返回`EOF`。
- **示例代码：**
```c
char ch = 'A';
if (putchar(ch) == EOF) {
fprintf(stderr, "Failed to print character.");
return 1;
}
```
5. **`int fputc(int c, FILE *fp)`**
- **说明：** 向指定文件`fp`输出一个字符`c`。
- **返回值：** 成功时返回字符的ASCII码值；若出错，则返回`EOF`。
- **示例代码：**
```c
FILE *file;
char ch = 'A';
file = fopen("test.txt", "w");
if (file == NULL) {
fprintf(stderr, "Failed to open file.");
return 1;
}
if (fputc(ch, file) == EOF) {
fprintf(stderr, "Failed to write character.");
return 1;
}
fclose(file);
```
6. **`int putc(int c, FILE *fp)`**
- **说明：** 功能与`fputc`相同，但可以作为函数或宏实现。
#### 字符串I/O函数
1. **`char *gets(char *str)`**
- **说明：** 从`stdin`读取字符串（不包括`\n`）写入到字符串`str`中。
- **返回值：** 成功时返回字符串首地址；若出错，则返回`NULL`。
- **注意：** `gets`函数存在安全问题，已被废弃。
2. **`char *fgets(char *str, int N, FILE *fp)`**
- **说明：** 从指定文件`fp`中读取最多`N-1`个字符（包括`\n`），写入到字符串`str`中。
- **返回值：** 成功时返回字符串首地址；若出错或遇到文件尾，则返回`NULL`。
- **示例代码：**
```c
char str[100];
if (fgets(str, sizeof(str), stdin) != NULL) {
printf("Read string: %s\n", str);
}
```
3. **`int puts(const char *str)`**
- **说明：** 向`stdout`输出字符串`str`，然后输出一个`\n`。
- **返回值：** 成功时返回非负值；若出错，则返回`EOF`。
- **示例代码：**
```c
const char *str = "Hello, World!";
if (puts(str) == EOF) {
fprintf(stderr, "Failed to print string.");
return 1;
}
```
4. **`int fputs(const char *str, FILE *fp)`**
- **说明：** 向指定文件`fp`输出字符串`str`。
- **返回值：** 成功时返回非负值；若出错，则返回`EOF`。
#### 格式化I/O函数
1. **`int scanf(const char *format,...)`**
- **说明：** 根据`format`从`stdin`格式化读取多个值。
- **返回值：** 成功时返回读取的项数；若出错，则返回`EOF`。
- **示例代码：**
```c
int x, y;
if (scanf("%d %d", &x, &y) == 2) {
printf("Read integers: %d, %d\n", x, y);
}
```
2. **`int fscanf(FILE *fp, const char *format,...)`**
- **说明：** 从指定文件`fp`格式化读取多个值。
- **返回值：** 成功时返回读取的项数；若出错或遇到文件尾，则返回`EOF`。
3. **`int sscanf(const char *buf, const char *format,...)`**
- **说明：** 从字符串`buf`格式化读取多个值。
- **返回值：** 成功时返回读取的项数；若出错，则返回`EOF`。
4. **`int printf(const char *format,...)`**
- **说明：** 根据`format`格式化数据，并输出到`stdout`。
- **返回值：** 成功时返回输出字符数；若出错，则返回负数。
- **示例代码：**
```c
int x = 10;
double y = 3.14;
if (printf("x = %d, y = %.2f\n", x, y) < 0) {
fprintf(stderr, "Failed to print data.");
return 1;
}
```
5. **`int fprintf(FILE *fp, const char *format,...)`**
- **说明：** 向指定文件`fp`格式化输出数据。
- **返回值：** 成功时返回输出字符数；若出错，则返回负数。
6. **`int sprintf(char *buf, const char *format,...)`**
- **说明：** 根据`format`格式化数据，并输出到缓冲区`buf`。
- **返回值：** 成功时返回输出字符数；若出错，则返回负数。
通过上述介绍，我们可以了解到C语言中的IO函数非常丰富，能够满足不同场景下的需求。掌握这些函数的使用方法对于编写高效稳定的程序至关重要。
