C 语言提供了一些函数，用于与外部设备通信，称为输入输出函数，简称 I/O 函数。输入（import）指的是获取外部数据，输出（export）指的是向外部传递数据。

一）输入输出函数如何工作的 ？什么是缓存和字节流？

严格地说，输入输出函数并不是直接与外部设备通信，而是通过缓存（buffer）进行间接通信。这个小节介绍缓存是什么。

普通文件一般都保存在磁盘上面，跟 CPU 相比，磁盘读取或写入数据是一个很慢的操作。所以，程序直接读写磁盘是不可行的，可能每执行一行命令，都必须等半天。C 语言的解决方案，就是只要打开一个文件，就在内存里面为这个文件设置一个缓存区。

程序向文件写入数据时，程序先把数据放入缓存，等到缓存满了，再把里面的数据会一次性写入磁盘文件。这时，缓存区就空了，程序再把新的数据放入缓存，重复整个过程。

程序从文件读取数据时，文件先把一部分数据放到缓存里面，然后程序从缓存获取数据，等到缓存空了，磁盘文件再把新的数据放入缓存，重复整个过程。

内存的读写速度比磁盘快得多，缓存的设计减少了读写磁盘的次数，大大提高了程序的执行效率。另外，一次性移动大块数据，要比多次移动小块数据快得多。

这种读写模式，对于程序来说，就有点像水流（stream），不是一次性读取或写入所有数据，而是一个持续不断的过程。先操作一部分数据，等到缓存吞吐完这部分数据，再操作下一部分数据。这个过程就叫做字节流操作。

由于缓存读完就空了，所以字节流读取都是只能读一次，第二次就读不到了。这跟读取文件很不一样。

C 语言的输入输出函数，凡是涉及读写文件，都是属于字节流操作。输入函数从文件获取数据，操作的是输入流；输出函数向文件写入数据，操作的是输出流。

二）C语言字符和字符串的输入函数

在编写要求用户输入的交互式程序（人机对话）时，C语言提供了scanf（），gets（）和fgets（）， putchar （）， getchar（）函数来查找从用户输入的一行文本。

1. getchar 函数（键盘输入函数）

getchar 函数的功能是从键盘上输入一个字符。

其一般形式为：

getchar();

通常把输入的字符赋予一个字符变量，构成赋值语句，如：

char c;
c=getchar();

例2.1. 输入并打印出一个字符

#include<stdio.h>
void main()
{
    char c;
    printf("input a character\n");
    c=getchar();
    putchar(c);
} 

使用 getchar 函数还应注意几个问题：

•  getchar 函数只能接受单个字符，输入数字也按字符处理。输入多于一个字符时，只接收第一个字符；
•  使用本函数前必须包含文件“stdio.h”；
•  在 TC 屏幕下运行含本函数程序时, 将等待用户输入一个字符。显示结果后，再输入字符将会推出运行；
•  程序最后两行可用下面两行的任意一行代替：

putchar(getchar());
printf(“%c”,getchar());

2. scanf（）函数

当我们使用 scanf（）进行读取字符串时，我们使用“％s”格式，而不使用“＆”访问变量地址，因为数组名称充当指针， 下面例子name[ ]相当于数组，字符串按指针处理，我们下一章将讲指针 。

scanf()函数用于读取用户的键盘输入。程序运行到这个语句时，会停下来，等待用户从键盘输入。用户输入数据、按下回车键后，scanf()就会处理用户的输入，将其存入变量。它的原型定义在头文件stdio.h。详细的scanf应用请看输入输出函数。

scanf()的语法跟printf()类似。对于字符串输入，scanf（）的语法：

scanf ("%s", strname);

例2.2 scanf（）函数输入字符串

#include <stdio.h>
int main()
{
  char name[10];
  int age;
  printf("Enter your first name and age: \n");
  scanf("%s %d", name, &age);
  printf("You entered: %s %d",name,age);
}

scanf函数的最大问题在于它从不读取整个字符串。 一旦出现空格，换页，垂直制表符，换行符或回车，它将停止读取过程。

假设我们以“2743 com”作为输入，则scanf函数将永远不会读取整个字符串，因为两个名称之间会出现空格字符。 scanf函数将仅读取2743。

3. gets（）函数

gets函数将忽略空格。 当到达换行符时（按Enter键）它将停止读取。语法：

gets(Strname)

例2.3. gets（）函数的应用

#include <stdio.h>
int main() {
   char full_name[25];
   printf("Enter your full name: ");
   gets(full_name);
   printf("My full name is %s ",full_name);
   return 0;
}

4. fgets() 函数

更安全的函数是fgets()， 可以读取特定数量的字符：

语法：

fgets(Strname, 10, stdin);

gets（）的参数为：

1. 字符串名称，
2. 要读取的字符数，
3. stdin表示从标准输入（这儿是键盘输入）中读取数据

例2.4.  fgets() 函数的应用

 #include <stdio.h>
int main() 
{
      char name[10];
      printf("Enter your  name plz: ");
      fgets(name, 10, stdin);
      printf("My name is %s ",name);
      return 0;
}

三）C语言字符和字符串的输出函数

1. putchar 函数（字符输出函数）

putchar 函数是字符输出函数， 其功能是在显示器上输出单个字符。

其一般形式为：

putchar(Varchar)；

例如：

putchar(‘A’); （输出大写字母 A）
putchar(x); （输出字符变量 x 的值）
putchar(‘\101’); （也是输出字符 A）
putchar(‘\n’); （换行）

对控制字符则执行控制功能，不在屏幕上显示。使用本函数前必须要用文件包含命令：

#include<stdio.h>
或
#include “stdio.h”

例3.1 putchar（）函数的应用

#include<stdio.h>
main()
{
    char a='B',b='o',c='k';
    putchar(a);putchar(b);putchar(b);putchar(c);putchar('\t');
    putchar(a);putchar(b);
    putchar('\n');
    putchar(b);putchar(c);
 }

2. fputs() 函数

fputs（）需要字符串的名称，和指向显示文本位置的指针。语法：

fputs(Strname, stdout);

我们使用stdout标准输出打印到屏幕上.

例3.2 fputs（）函数的应用

#include <stdio.h>
int main()
{
    char town[40];
    printf("Enter your town: ");
    gets(town);
    fputs(town, stdout);
    return 0;
}

3.puts() 函数

puts函数在输出设备上打印字符串，然后将光标移回第一位置。 可以通过以下方式使用puts函数：

puts(Strname);

例3.3 puts（）函数的应用

 
 #include <stdio.h>
int main()
{
    char name[15];
    gets(name);        //reads a string
    puts(name);        //displays a string
    return 0;
}
 

学究

程序员和搬砖者，开发研制FPGA开发板和芯片CPU,  奇门遁甲，阴阳五行，周易八卦的学习者