C语言变量及操作符详解，printf和scanf介绍

原创已于 2023-11-19 10:23:14 修改 · 1k 阅读

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于 2023-10-26 19:18:15 首次发布

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1、变量

1.1 变量的创建

接上讲

了解清楚了类型，我们使⽤类型做什么呢？类型是⽤来创建变量的。

什么是变量呢？C语⾔中把经常变化的值称为变量，不变的值称为常量。

变量创建的语法形式是这样的：

变量在创建的时候就给⼀个初始值，就叫初始化。

2.2 变量的分类

• 全局变量：在⼤括号外部定义的变量就是全局变量

全局变量的使⽤范围更⼴，整个⼯程中想使⽤，都是有办法使⽤的。

• 局部变量：在⼤括号内部定义的变量就是局部变量

局部变量的使⽤范围是⽐较局限，只能在⾃⼰所在的局部范围内使⽤的。

接下来我们试着使用一下全局变量和局部变量，看看有何不同：

#include <stdio.h>
int global = 2023;//全局变量
int main()
{
 int local = 2018;//局部变量
 printf("%d\n", local);
 printf("%d\n", global);
 return 0;
}

如果局部和全局变量，名字相同呢？

#include <stdio.h>
int n = 1000;
int main()
{
 int n = 10;
 printf("%d\n" n);//打印的结果是多少呢？
 return 0;
}

为什么最终打印n=10，而不是100呢

其实当局部变量和全局变量同名的时候，局部变量优先使⽤。

全局变量和局部变量在内存中存储在哪⾥呢？

⼀般我们在学习C/C++语⾔的时候，我们会关注内存中的三个区域：栈区、堆区、静态区。

1. 局部变量是放在内存的栈区

2. 全局变量是放在内存的静态区

3. 堆区是⽤来动态内存管理的

2、操作符

2.1算术操作符

在写代码时候，⼀定会涉及到计算。 C语⾔中为了⽅便运算，提供了⼀系列操作符，其中有⼀组操作符叫：算术操作符。分别是： + 、 - 、* 、 \ 、 % ，这些操作符都是双⽬操作符。注：操作符也被叫做：运算符，是不同的翻译，意思是⼀样的。

1、+ 和 -

+ 和 - ⽤来完成加法和减法。

+ 和 - 都是有2个操作数的，位于操作符两端的就是它们的操作数，这种操作符也叫双⽬操作符。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int x = 4 + 22;
 int y = 61 - 23;
 printf("%d\n", x);
 printf("%d\n", y);
 return 0;
}

这里4和22就是+的两个操作数。

2、*

运算符 * ⽤来完成乘法。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int num = 5;
 printf("%d\n", num * num); // 输出 25
 return 0;
}

3 、/

运算符 / ⽤来完成除法。

除号的两端如果是整数，执⾏的是整数除法，得到的结果也是整数。

#include <stdio.h>
int main()
{
 float x = 6 / 4;
 int y = 6 / 4;
 printf("%f\n", x); // 输出 1.000000
 printf("%d\n", y); // 输出 1
 return 0;
}

上⾯⽰例中，尽管变量 x 的类型是 float （浮点数），但是 6 / 4 得到的结果是 1.0 ，⽽不是 1.5 。原因就在于 C 语⾔⾥⾯的整数除法是整除，只会返回整数部分，丢弃⼩数部分。

如果希望得到浮点数的结果，两个运算数必须⾄少有⼀个浮点数，这时 C 语⾔就会进⾏浮点数除法。

#include <stdio.h>
int main()
{
 float x = 6.0 / 4; // 或者写成 6 / 4.0
 printf("%f\n", x); // 输出 1.500000
 return 0;
}

上⾯⽰例中， 6.0 / 4 表⽰进⾏浮点数除法，得到的结果就是 1.5 。

再看⼀个例⼦：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int score = 5;
 score = (score / 20) * 100;
 return 0;
}

上⾯的代码，你可能觉得经过运算， score 会等于 25 ，但是实际上 score 等于 0 。这是因为 score / 20 是整除，会得到⼀个整数值 0 ，所以乘以 100 后得到的也是 0 。为了得到预想的结果，可以将除数 20 改成 20.0 ，让整除变成浮点数除法。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int score = 5;
 score = (score / 20.0) * 100;
 return 0;
}

4 、%

运算符 % 表⽰求模运算，即返回两个整数相除的余值。这个运算符只能⽤于整数，不能⽤于浮点数。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int x = 6 % 4; // 2
 return 0;
}

负数求模的规则是，结果的正负号由第⼀个运算数的正负号决定。

#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%d\n", 11 % -5); // 1
 printf("%d\n",-11 % -5); // -1
 printf("%d\n",-11 % 5); // -1
 return 0;
}

上⾯⽰例中，第⼀个运算数的正负号（ 11 或 -11 ）决定了结果的正负号。

2.2赋值操作符：=和复合赋值

在变量创建的时候给⼀个初始值叫初始化，在变量创建好后，再给⼀个值，这叫赋值。

int a = 100;//初始化
a = 200;//赋值，这⾥使⽤的就是赋值操作符

赋值操作符 = 是⼀个随时可以给变量赋值的操作符。

1 、连续赋值

赋值操作符也可以连续赋值，如：

C语⾔虽然⽀持这种连续赋值，但是写出的代码不容易理解，建议还是拆开来写，这样⽅便观察代码的执⾏细节。

这样写，在调试的是，每⼀次赋值的细节都是可以很⽅便的观察的。

2 、复合赋值符

在写代码时，我们经常可能对⼀个数进⾏⾃增、⾃减的操作，如下代码：

这样代码C语⾔给提供了更加⽅便的写法：

C语⾔中提供了复合赋值符，⽅便我们编写代码，这些赋值符有：

+= -=
*= /= %=
//下⾯的操作符后期讲解
>>= <<=
&= |= ^=

2.3单⽬操作符：++、--、+、-

1 、++和--

++是⼀种⾃增的操作符，⼜分为前置++和后置++，--是⼀种⾃减的操作符，也分为前置--和后置--.

1.1 前置++和前置--

计算⼝诀：先+1，后使⽤；

a原来是10，先+1，后a变成了11，再使⽤就是赋值给b，b得到的也是11，所以计算技术后，a和b都是11，相当于这样的代码：

前置--同理

1.2 后置++和后置--

int a = 10;
int b = a++;//++的操作数是a，是放在a的后⾯的，就是后置++
printf("a=%d b=%d\n",a , b);

计算⼝诀：先使⽤，后+1

a原来是10，先使⽤，就是先赋值给b，b得到了10，然后再+1，然后a变成了11，所以直接结束后a是 11，b是10，相当于这样的代码：

后置--同理

2 、+ 和 -

这⾥的+是正号，-是负号，都是单⽬操作符。

运算符 + 对正负值没有影响，是⼀个完全可以省略的运算符，但是写了也不会报错。

运算符 - ⽤来改变⼀个值的正负号，负数的前⾯加上 - 就会得到正数，正数的前⾯加上 - 会得到负数。

int a = 10;
int b = -a;
int c = -10;
printf("b=%d c=%d\n", b, c);//这⾥的b和c都是-10
int a = -10;
int b = -a;
printf("b=%d\n", b); //这⾥的b是10

3、强制类型转换

在操作符中还有⼀种特殊的操作符是强制类型转换，语法形式很简单，形式如下：

请看代码：

int a = 3.14;
//a的是int类型, 3.14是double类型，两边的类型不⼀致，编译器会报警告

为了消除这个警告，我们可以使⽤强制类型转换：

int a = (int)3.14;//意思是将3.14强制类型转换为int类型，这种强制类型转换只取整数部分

俗话说，强扭的⽠不甜，我们使⽤强制类型转换都是万不得已的时候使⽤，如果不需要强制类型转化就能实现代码，这样⾃然更好的。

4、scanf和printf介绍

1 、printf

1.1 基本⽤法

printf() 的作⽤是将参数⽂本输出到屏幕。它名字⾥⾯的 f 代表 format （格式化），表⽰可以定制输出⽂本的格式。

#include <stdio.h>
int main(void) 
{
 printf("Hello World");
 return 0;
}

上⾯命令会在屏幕上输出⼀⾏⽂字“Hello World”。

printf() 不会在⾏尾⾃动添加换⾏符，运⾏结束后，光标就停留在输出结束的地⽅，不会⾃动换⾏。

为了让光标移到下⼀⾏的开头，可以在输出⽂本的结尾，添加⼀个换⾏符 \n 。

#include <stdio.h>
int main(void) 
{
 printf("Hello World\n");
 return 0;
}

如果⽂本内部有换⾏，也是通过插⼊换⾏符来实现，如下⽅代码：

#include <stdio.h>
int main(void) 
{
 printf("Hello\nWorld\n");
 
 printf("Hello\n");
 printf("World\n");
 return 0;
}

结果如下：

printf() 是在标准库的头⽂件 stdio.h 定义的。使⽤这个函数之前，必须在源码⽂件头部引⼊这个头⽂件。

1.2 占位符

printf() 可以在输出⽂本中指定占位符。所谓 “占位符”，就是这个位置可以⽤其他值代⼊。

// 输出 There are 3 apples
#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("There are %d apples\n", 3);
 return 0;
}

上⾯⽰例中， There are %d apples\n 是输出⽂本，⾥⾯的 %d 就是占位符，表⽰这个位置要⽤其他值来替换。占位符的第⼀个字符⼀律为百分号 % ，第⼆个字符表⽰占位符的类型，%d 表⽰这⾥代⼊的值必须是⼀个整数。

printf() 的第⼆个参数就是替换占位符的值，上⾯的例⼦是整数 3 替换 %d 。执⾏后的输出结果就是 There are 3 apples 。

常⽤的占位符除了 %d ，还有 %s 表⽰代⼊的是字符串。

上⾯⽰例中， %s 表⽰代⼊的是⼀个字符串，所以 printf() 的第⼆个参数就必须是字符串，这个例⼦是 zhangsan 。执⾏后的输出就是 zhangsan will come tonight 。

输出⽂本⾥⾯可以使⽤多个占位符。

#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%s says it is %d o'clock\n", "lisi", 21);
 return 0;
}

上⾯⽰例中，输出⽂本 %s says it is %d o'clock 有两个占位符，第⼀个是字符串占位符 %s ，第⼆个是整数占位符 %d ，分别对应 printf() 的第⼆个参数（ lisi ）和第三个参数（ 21 ）。执⾏后的输出就是 lisi says it is 21 o'clock 。

printf() 参数与占位符是⼀⼀对应关系，如果有 n 个占位符， printf() 的参数就应该有 n + 1 个。如果参数个数少于对应的占位符， printf() 可能会输出内存中的任意值。

1.3 占位符列举

printf() 的占位符有许多种类，与 C 语⾔的数据类型相对应。下⾯按照字⺟顺序，列出常⽤的占位符，⽅便查找：

1.4 输出格式

1.4.1 限定宽度

printf() 允许限定占位符的最⼩宽度。

上⾯⽰例中， %5d 表⽰这个占位符的宽度⾄少为5位。如果不满5位，对应的值的前⾯会添加空格。输出的值默认是右对⻬，即输出内容前⾯会有空格；如果希望改成左对⻬，在输出内容后⾯添加空格，可以在占位符的 % 的后⾯插⼊⼀个 - 号。

对于⼩数，这个限定符会限制所有数字的最⼩显⽰宽度。

上⾯⽰例中， %12f 表⽰输出的浮点数最少要占据12位。由于⼩数的默认显⽰精度是⼩数点后6位，所以 123.45 输出结果的头部会添加2个空格。

1.4.2 总是显⽰正负号

默认情况下， printf() 不对正数显⽰ + 号，只对负数显⽰ - 号。如果想让正数也输出 + 号，可以在占位符的 % 后⾯加⼀个 + 。

上⾯⽰例中， %+d 可以确保输出的数值，总是带有正负号。

1.4.3 限定⼩数位数

输出⼩数时，有时希望限定⼩数的位数。举例来说，希望⼩数点后⾯只保留两位，占位符可以写成 %.2f 。

// 输出 Number is 0.50
#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("Number is %.2f\n", 0.5);
 return 0;
}

上⾯⽰例中，如果希望⼩数点后⾯输出3位（ 0.500 ），占位符就要写成 %.3f 。

这种写法可以与限定宽度占位符，结合使⽤。

// 输出为 " 0.50"
#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%6.2f\n", 0.5);
 return 0;
}// 输出为 " 0.50"
#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%6.2f\n", 0.5);
 return 0;
}

上⾯⽰例中， %6.2f 表⽰输出字符串最⼩宽度为6，⼩数位数为2。所以，输出字符串的头部有两个空格。

最⼩宽度和⼩数位数这两个限定值，都可以⽤ * 代替，通过 printf() 的参数传⼊。

上⾯⽰例中， %*.*f 的两个星号通过 printf() 的两个参数 6 和 2 传⼊。

1.4.4 输出部分字符串

%s 占位符⽤来输出字符串，默认是全部输出。如果只想输出开头的部分，可以⽤ %.[m]s 指定输出的⻓度，其中 [m] 代表⼀个数字，表⽰所要输出的⻓度。

// 输出 hello
#include <stdio.h>
int main()
{
 printf("%.5s\n", "hello world");
 return 0;
}

上⾯⽰例中，占位符 %.5s 表⽰只输出字符串“hello world”的前5个字符，即“hello”。

2 、scanf

当我们有了变量，我们需要给变量输⼊值就可以使⽤ scanf 函数，如果需要将变量的值输出在屏幕上的时候可以使⽤ prinf 函数，下⾯看⼀个例⼦：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int score = 0;
 printf("请输⼊成绩:");
 scanf("%d", &score);
 printf("成绩是：%d\n", score);
 return 0;
}

那接下来我们介绍⼀下 scanf 函数。

2.1 基本⽤法

scanf() 函数⽤于读取⽤⼾的键盘输⼊。

程序运⾏到这个语句时，会停下来，等待⽤⼾从键盘输⼊。

⽤户输⼊数据、按下回⻋键后， scanf() 就会处理⽤⼾的输⼊，将其存⼊变量。

它的原型定义在头⽂件 stdio.h 。 scanf() 的语法跟 printf() 类似。

它的第⼀个参数是⼀个格式字符串，⾥⾯会放置占位符（与 printf() 的占位符基本⼀致），告诉编译器如何解读用户的输⼊，需要提取的数据是什么类型。

这是因为 C 语⾔的数据都是有类型的， scanf() 必须提前知道用户输⼊的数据类型，才能处理数据。

它的其余参数就是存放用户输⼊的变量，格式字符串⾥⾯有多少个占位符，就有多少个变量。

上⾯⽰例中， scanf() 的第⼀个参数 %d ，表示用户输⼊的应该是⼀个整数。%d 就是⼀个占位符，% 是占位符的标志， d 表⽰整数。第⼆个参数 &i 表示，将用户从键盘输⼊的整数存⼊变量 i

注意：变量前⾯必须加上 & 运算符（指针变量除外），因为 scanf() 传递的不是值，⽽是地址，即将变量 i 的地址指向用户输⼊的值。如果这⾥的变量是指针变量（⽐如字符串变量），那就不⽤加 & 运算符。

下⾯是⼀次将键盘输⼊读⼊多个变量的例⼦。

scanf("%d%d%f%f", &i, &j, &x, &y);

上⾯⽰例中，格式字符串 %d%d%f%f ，表示用户输⼊的前两个是整数，后两个是浮点数，⽐如 1， -20 ，3.4 ，-4.0e3（这里e表示10^3）。这四个值依次放⼊ i 、 j 、 x 、 y 四个变量。

scanf() 处理数值占位符时，会⾃动过滤空⽩字符，包括空格、制表符、换⾏符等。

上⾯⽰例中，用户分成四⾏输⼊，得到的结果与⼀⾏输⼊是完全⼀样的。每次按下回⻋键以后， scanf() 就会开始解读，如果第⼀⾏匹配第⼀个占位符，那么下次按下回⻋键时，就会从第⼆个占位符开始解读。

scanf() 处理⽤⼾输⼊的原理是，用户的输⼊先放⼊缓存，等到按下回⻋键后，按照占位符对缓存进⾏解读。

解读用户输⼊时，会从上⼀次解读遗留的第⼀个字符开始，直到读完缓存，或者遇到第⼀个不符合条件的字符为⽌。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int x;
 float y;
 
 // ⽤⼾输⼊ " -13.45e12# 0"
 scanf("%d", &x);
 printf("%d\n", x);
 scanf("%f", &y);
 printf("%f\n", y);
 return 0;
}

上⾯⽰例中， scanf() 读取用户输⼊时， %d 占位符会忽略起⾸的空格，从 - 处开始获取数据，读取到 -13 停下来，因为后⾯的 . 不属于整数的有效字符。这就是说，占位符 %d 会读到 -13 。

第⼆次调⽤ scanf() 时，就会从上⼀次停⽌解读的地⽅，继续往下读取。这⼀次读取的⾸字符是 . ，由于对应的占位符是 %f ，会读取到 .45e12 ，这是采⽤科学计数法的浮点数格式。后⾯的 # 不属于浮点数的有效字符，所以会停在这⾥。

由于 scanf() 可以连续处理多个占位符，所以上⾯的例⼦也可以写成下⾯这样。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int x;
 float y;
 
 // ⽤⼾输⼊ " -13.45e12# 0"
 scanf("%d%f", &x, &y);
 return 0;
}

2.2 scanf的返回值

scanf() 的返回值是⼀个整数，表示成功读取的变量个数。

如果没有读取任何项，或者匹配失败，则返回 0 。如果在成功读取任何数据之前，发⽣了读取错误或者遇到读取到⽂件结尾，则返回常量 EOF。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 0;
 int b = 0;
 float f = 0.0f;
 int r = scanf("%d %d %f", &a, &b, &f);
 printf("a=%d b=%d f=%f\n", a, b, f);
 printf("r = %d\n", r);
 return 0;
}

输⼊输出测试：

如果输⼊2个数后，按 ctrl+z ，提前结束输⼊：

在VS环境中按3次 ctrl+z ，才结束了输⼊，我们可以看到r是2，表示正确读取了2个数值。如果⼀个数字都不输⼊，直接按3次 ctrl+z ,输出的r是-1，也就是EOF

我给你们演示一下scanf返回0的情况：

2.3 占位符

scanf() 常⽤的占位符如下，与 printf() 的占位符基本⼀致。

• %c ：字符。

• %d ：整数。

• %f ： float 类型浮点数。

• %lf ： double 类型浮点数。

• %Lf ： long double 类型浮点数。

• %s ：字符串。 • %[] ：在⽅括号中指定⼀组匹配的字符（⽐如 %[0-9] ），遇到不在集合之中的字符，匹配将会停⽌。

上⾯所有占位符之中，除了 %c 以外，都会⾃动忽略起⾸的空⽩字符。 %c 不忽略空⽩字符，总是返回当前第⼀个字符，⽆论该字符是否为空格。

如果要强制跳过字符前的空⽩字符，可以写成 scanf(" %c", &ch) ，即 %c 前加上⼀个空格，表示跳过零个或多个空⽩字符。

下⾯要特别说⼀下占位符 %s ，它其实不能简单地等同于字符串。它的规则是，从当前第⼀个非空白字符开始读起，直到遇到空白字符（即空格、换⾏符、制表符等）为⽌。

因为 %s 不会包含空⽩字符，所以⽆法⽤来读取多个单词，除非多个 %s ⼀起使⽤。这也意味着， scanf() 不适合读取可能包含空格的字符串，⽐如书名或歌曲名。另外， scanf() 遇到 %s 占位符，会在字符串变量末尾存储⼀个空字符 \0 。

scanf() 将字符串读⼊字符数组时，不会检测字符串是否超过了数组⻓度。所以，储存字符串时，很可能会超过数组的边界，导致预想不到的结果。为了防止这种情况，使⽤ %s 占位符时，应该指定读⼊字符串的最长长度，即写成 %[m]s ，其中的 [m] 是⼀个整数，表⽰读取字符串的最⼤⻓度，后面的字符将被丢弃。

#include <stdio.h>
int main()
{
 char name[11];
 scanf("%10s", name);
 
 return 0;
}

上⾯⽰例中， name 是⼀个⻓度为11的字符数组， scanf() 的占位符 %10s 表示最多读取用户输⼊的10个字符，后⾯的字符将被丢弃，这样就不会有数组溢出的风险了。

2.4 赋值忽略符

有时，用户的输⼊可能不符合预定的格式。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int year = 0;
 int month = 0;
 int day = 0;
 scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day);
 printf("%d %d %d\n", year, month, day);
 return 0;
}

上⾯⽰例中，如果用户输⼊ 2020-01-01 ，就会正确解读出年、⽉、⽇。问题是用户可能输⼊其他格式，⽐如 2020/01/01 ，这种情况下， scanf() 解析数据就会失败。

为了避免这种情况， scanf() 提供了⼀个赋值忽略符（assignment suppression character） * 。只要把 * 加在任何占位符的百分号后⾯，该占位符就不会返回值，解析后将被丢弃。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int year = 0;
 int month = 0;
 int day = 0;
 scanf("%d%*c%d%*c%d", &year, &month, &day);
 return 0;
}

上面示例中， %*c 就是在占位符的百分号后⾯，加⼊了赋值忽略符 * ，表示这个占位符没有对应的变量，解读后不必返回。

这次的介绍就到这里啦，我们下期再见！！！