Организация ввода-вывода

Кафедра: Автоматика и Вычислительная Техника

ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА

Содержание Введение Теоретическая часть 1. Функция printf 2. Структура спецификаторов вывода 3. Функция scanf 4. Вопросы и ответы. 5. Обзор функций ввода-вывода Функция fgetc и макрокоманда getc Функция fgetchar и макрокоманда getchar Функции getch и getche Функция kbhit Функция ungetc Функция ungetch Функция fgets Функция gets Функция cgets Функция fputs Функция puts Функция cputs Другие функции серии ..printf Функции вывода на экран из conio.h Практические упражнения Лабораторные задания Библиографический список

Введение

Настоящие указания являются первой работой в серии, посвященной отдельным вопросам программирования на языке Си в оболочке ВС++2.0.

Любая достаточно сложная программа использует функции ввода-вывода данных для реализации дружественного интерфейса с пользователем.

В данных указаниях рассматриваются функции консоли и особенности их применения для обеспечения аккуратного ввода информации и упорядоченного вывода.

Ввод данных, вывод промежуточных и конечных результатов обычно выделяют в отдельные функции, что позволяет программисту тщательно обрабатывать эти данные, не затемняя основные действия программы.

Здесь не рассматривается графический ввод-вывод.

Часть указаний носит справочный характер. При этом уделяется внимание обзору как можно большего числа стандартных функций, так как их преимущественное использование делает программу более надежной и понятной.

Программы, написанные для практических и лабораторных задач, должны быть распечатаны и оформлены в соответствии со стандартными требованиями, предъявляемыми к программному обеспечению.

Теоретическая часть

  1. Функция printf

Предназначена для вывода переменного числа аргументов в стандартный поток вывода stdout. Перед выводом аргументы подвергаются форматированию. Возвращает число реально выведенных символов, включая управляющие символы.

Синтаксис: int printf(const char *format [, argument, ...]);

Первый и обязательный аргумент format представляет собой строковую константу и содержит элементы двух видов:

1. Символы ASCII-таблицы, представленные их фактическим написанием (например, 1, _ , пробел, Ф, символы псевдографики), символьными константами (например, \101 - ascii-код буквы А) или их мнемокодами.

Перечислим наиболее употребительные мнемокоды:

\n – перевод строки,

\r - возврат каретки,

\t – горизонтальная табуляция,

\v - вертикальная табуляция.

Эти символы выдаются на печать. Чтобы напечатать специальные символы \ и", перед ними надо поставить символ \.

2. Спецификаторы вывода, имеющие вид

% [flags] [width] [.prec] [F|N|h|l] type .

Каждый спецификатор начинается с % и заканчивается одним из символов type. Вслед за форматом идет перечень аргументов через запятую. Соответствие между аргументами и спецификаторами вывода осуществляется слева направо. При этом аргументов должно быть не больше спецификаторов. В противном случае, недостающие аргументы будут выбраны из стека и интерпретированы непредсказуемым образом.

2. Структура спецификаторов вывода

Таблица 1

Элемент type спецификатора

Type	Формат вывода
d,i	десятичное целое со знаком
О	беззнаковое восьмеричное целое
U	беззнаковое десятичное целое
x,X	в функции printf = беззнаковое шестнадцатеричное целое; в функции scanf = шестнадцатеричное целое со знаком
f	вещественное число [-]dddd.ddd с фиксированной точкой
e	вещественное число [-]d.ddd e [+/-]ddd с плавающей точкой
g	формат е или f, выбираемый самой функцией в зависимости от точности
E,G	то же самое, что е, за исключением Е для экспоненты
с	символ, ascii-код которого содержится в аргументе
s	вывод строки, т.е. последовательности символов, которая оканчивается символом '\0'
%	символ %
P	адрес, содержащийся в аргументе-указателе. Для ближнего указателя выводится только смещение YYYY; для дальнего - сегментный адрес и смещение XXXX:YYYY
n	число реально выведенных до сих пор символов записывается в переменную, адрес которой указывается в соответствующем аргументе

Таблица 2

Необязательный элемент [flag] спецификатора

[fflag]	Что flag означает
отсутствует	выравнивание по правому краю; левый заполнитель: 0 или пробел (по умолчанию)
-	выравнивание по левому краю; справа добавляются пробелы
+	всегда указывать для числа его знак: + или -
пробел	Указывать знак только для отрицательных чисел
#	конвертировать, используя альтернативную Форму

Таблица 3

Альтернативная форма для флага # при наличии указанного типа type

c,s,d,i,u	добавить слева 0 для ненулевого аргумента
o	добавить слева 0 для ненулевого аргумента
x или X	добавить слева от аргумента 0х или 0Х
e,E,f	всегда использовать десятичную точку
g или G	то же, что е, Е или f, но без добавления нулей справа

Таблица 4

Необязательный элемент [width] спецификатора

[width]	Влияние на вывод
n	вывод не менее n символов, в качестве заполнителя – пробел
0n	вывод не менее n символов, в качестве заполнителя - символ 0
*	следующий аргумент из списка задает ширину для текущего выводимого символа

Таблица 5.

Необязательный элемент [.prec] спецификатора

[.prec]	Влияние на вывод
отсутствует	точность по умолчанию
.0	(d,i,o,u,x) Точность по умолчанию (e,E,f) Дробная часть отбрасывается, а десятичная точка не ставится
.n	длина дробной части не более n символов
*	следующий аргумент из списка задает точность для текущего выводимого символа

Таблица 6.

Необязательный модификатор [.prec]

Модификатор	Как интерпретируется аргумент
F	p аргумент - дальний указатель
N	p аргумент - ближний указатель
l	d,i,o,u,x,X аргумент - long int
L	e,E,f,g,G аргумент - double (только для scanf)
L	e,E,f,g,G аргумент - long double

 

Пример 1.

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#include <conio.h>

# include <string.h>

void main()

{

clrscr();

printf("\nHello, World!");

printf("\nЗаголовки столбцов :\n\"Январь\"\t\t\" Другие\

месяцы ...\"");

printf("\nОшибка !\007"); //звуковой сигнал

int i= 1828;

printf("\nПолный адрес переменной i = %Fp, смещение =\

%Np", &i, &i);

printf("\nТолстой родился в %d году, а число е = % . 9 f " , i, М_Е);

printf("\nВозможна ошибка %s: аргументов меньше, чем\

спецификаторов");

// разные системы счисления 33 = 0x21 = 041

printf("\n%i = %#х = %#0о", i, i, i);

char j=5, str[80] = "";

//строка с 5 повторяющимися символами –

while(j--)

strcat(str,"-");

//memset(str, '-', 5); // другой вариант

printf("\n%s", str);

int n=printf("\nДанный вызов printf вывел");

printf("%i символов, учитывая перевод строки (1 символ)", n);

if(!getch())

getch(); //задержка экрана

}

  3. Функция scanf

Предназначена для ввода переменного числа аргументов из стандартного потока ввода stdin. Перед вводом аргументы подвергаются форматированию. Возвращает число реально введенных аргументов (не символов!). Помещает вводимые данные по адресам, содержащимся в аргументах, т.е. аргументы передаются этой функции по адресу. Функция прекращает свою работу при первом неудачном вводе. Если не все данные введены успешно, то необходимо очистить буфер входного потока с помощью функции

fflush(stdin);

В противном случае при следующем вызове scanf будут вводиться не введенные ранее данные. Желательно очищать буфер и перед первым вызовом scanf. Синтаксис: int scanf(const char *format [, ...]);

Первый и обязательный аргумент format представляет собой строковую константу и содержит только спецификаторы ввода и их разделители (см. таблицы для printf). Текст использовать нельзя. Уточнения к таблицам спецификаторов:

1.         Для ввода в переменные типа double нужно использовать спецификатор %1f, а для ввода long double - %Lf.

2.         В качестве разделителей спецификаторов можно использовать пробел или любой символ пунктуации. Выбранный разделитель должен разделять и вводимые данные. В противном случае будет введено только первое данное.

3.         Функция scanf не проверяет для строк выход из диапазона, поэтому для строк в формате нужно указывать длину вводимой строки. Например, для строки char str[10] спецификатор должен иметь вид %10s. В противном случае если вводимая строка больше буфера, то буфер будет переполнен, что может вызвать "хорошо скрытую" ошибку.

4.         Функция допускает возможность фильтрации вводимой информации. Ввод прекращается при первой встрече символа, отсутствующего в фильтре. Особенно эффективно при вводе данных из файла.

Пример 2.

char str[100];

scanf("%[A-Za-z]", str);// ввод до первого небуквенного символа

scanf("%[-+.0-9]", str);// ввод вещественного числа в строку

scanf("%[^-.0-9]", str);// ввод любых символов, пока не\

//встретится один из перечисленных после ^

Пример 3.

#include <stdio.h>

#include <math.h>

# include <conio.h>

#include <string.h>

void main()

{

char c; int i; long 1; float f; double d; long double 1d;

unsigned int ui;

int Age; char str[10]; char*pc;

clrscr();

рrintf("\nВведите символ с=");

fflush(stdin); scanf("%c", &c);

printf("Введено с - %c", c);

printf("\nВведите через пробел целое и длинное целое"); fflush(stdin); int j=scanf("%d %ld", &i, &1);

printf("Введено %d аргументов:i = %i, 1 = %ld", j, i, 1 ) ;

printf("\nВведите беззнаковое целое");

fflush(stdin); scanf("%u", &ui);

printf("Введено ui = %u", ui);

printf("\nВведите через запятую вещ.числа float, double и\

long double\n");

fflush(stdin); scanf("%f,%lf,%Lf", & f, &d, &ld); //фиксир.\

//или плав. точка

printf("\Введено float = %g, double = %g, long double =\

%Lg",f,d,ld);

printf("\nВведите строку\n");

fflush(stdin); scanf("%10s", str); //фиксир. или плав. точка

printf("Введена строка %s", str);

printf("\nВведите адрес ячейки\n" );

fflush(stdin); scanf("%Fp", &pc); //фиксир. или плав. точка

printf("Введен адрес %Fp, содержимое ячейки по этому\

адресу %с", рс, *рс );

do

{

fflush(stdin);

printf("\nВведите возраст:");

}

while( scanf("%d", &Age) != 1 || 0 > Age || Age > 100);

fflush(stdin);

printf("\nВозраст = %d", Age);

if(!getch())getch();

}

Пример 4.

Найти первое целое число в текстовом файле.

#include <stdio.h>

void main()

{

char str[1000];

int i;

FILE *fp = fopen("ex.txt", "w+"); // Проверка опущена!

fputs("Год 1997 - число простое", fp);

rewind(fp);

fscanf(fp, "%[^0-9]%i", str, &i);

printf("\nПредыдущие символы :%s\nпeрвoe число = %i",

str, i);

}

  4. Вопросы и ответы

 

Вопрос. Как правильно "заморозить" экран?

 

Ответ. Некорректно использовать для этой цели вызов функции ввода символа с клавиатуры

getch();

Он нормально сработает, если "разморозить" экран нажатием клавиши, имеющей однобайтовый ascii-код. Это -такие клавиши, как Esc, Enter, Tab, буквы, цифры основной клавиатуры, и т.д.. Функция getch() считывает этот код, и программа продолжается. Но при нажатии некоторых других клавиш в буфер ввода-вывода с клавиатуры записываются два числа: 0 и расширенный код, совпадающий, как правило, со scan-кодом клавиши. Функция getch() считает 0, программа продолжится, а при последующем вызове getch() будет считан оставшийся, ненужный scan-код. Даже если getch() стоял в конце программы, то при повторном запуске программы буфер ввода-вывода с клавиатуры не будет очищен, getch() считает scan-код и программа не "заморозится". Таким образом, программа будет приостанавливаться через раз ! Правильнее будет вставить строку

if( !getch()) getch();

Другой вариант - ожидание в бесконечном цикле нажатия клавиши

while( !kbhit());

Он подходит только в конце программы, т.к. дальнейший вызов getch() считает случайно нажатую клавишу.

Вопрос. Как правильно использовать scanf при вводе?

Ответ. Допустим нужно ввести с клавиатуры возраст человека в переменную Age типа int.

do

{

fflush(stdin);

printf("\nВведите возраст:");

}

while(scanf("%d", &Age) != 1);

fflush(stdin);

printf("\nВозраст = %d", Age); //Отладочная проверка

В реальной программе желательно произвести проверку на осмысленность введенного значения. В данном случае, вероятно, 0 <= Age <= 100. Тогда условие в цикле while может принять вид

while( scanf("%d", & Age) != 1|| 0 > Age || Age > 100);

Получается довольно сложный код, но информация вводится в программу нечасто, а обрабатывается достаточно долго, поэтому стоит потратить усилия на обеспечение корректного ввода.

  5. Обзор функций ввода-вывода

Таблица 7

Назначение	Имя функции	С каким работает потоком			Особенности
		Файл	stdin/ stdout	Консоль
1.Ввод символа	getc, fgets	X X	- -	- -	макро, эхо функция, эхо
	getchar, fgetchar	- -	X X	- -	макро, Enter функция, Enter
	getch getche	- -	- -	X X	без эха, без Enter эхо, без Enter
	kbhit ungetc ungetch	- X -	- - -	X - X
2.Вывод символа	putc putchar putch	X - -	- X -	- - X
З.Ввод строки	fgets gets cgets	X - -	- X -	- - X	с проверкой без проверки с проверкой
4. Вывод строки	fputs puts cputs	X - -	- X -	- - X	без CR/LF cCR/LF без CR/LF
5.Форматный ввод	fscanf scanf cscanf sscanf	X - - -	- X - -	- - X -	ввод из строки
6.Форматный вывод	fprintf printf cprintf sprintf	X - - -	- X - -	- - X -	Вывод в строку

 

Замечания: