<stdio.h> 是 C 标准库中的一个非常重要的头文件，它定义了输入输出（I/O）功能的相关函数。通过 <stdio.h>，C 程序可以执行各种 I/O 操作，如读取键盘输入、写入文件、输出到屏幕等。

📖 目录

  1. <stdio.h> 简介
  2. 常用函数
  3. 标准输入输出
  4. 文件操作
  5. 格式化输入输出
  6. 错误处理
  7. 示例代码
  8. 参考资料

1️⃣ <stdio.h> 简介

<stdio.h>（Standard Input/Output）头文件提供了用于标准输入和输出操作的函数原型。它定义了与设备、终端、文件的输入输出操作接口，是 C 编程中不可或缺的一部分。<stdio.h> 提供了对屏幕、文件、标准输入（如键盘）和标准输出（如终端或控制台）的访问。

2️⃣ 常用函数

<stdio.h> 包含了许多常用的 I/O 函数，主要分为三类：标准输入输出函数、文件操作函数和格式化输入输出函数。

📌 标准输入输出函数

  • printf：用于将格式化输出打印到标准输出（通常是屏幕）。
  • scanf：用于从标准输入读取格式化输入（通常是键盘）。

📌 文件操作函数

  • fopen：打开一个文件。
  • fclose：关闭已打开的文件。
  • fread：从文件读取数据。
  • fwrite：将数据写入文件。
  • fgetc：从文件中读取一个字符。
  • fputc：将一个字符写入文件。

📌 格式化输入输出函数

  • fprintf：将格式化的输出写入指定文件。
  • fscanf：从指定文件读取格式化输入。
  • sprintf：将格式化输出写入字符串。
  • sscanf：从字符串读取格式化输入。

3️⃣ 标准输入输出

📌 printf

printf 用于将格式化的输出写到标准输出设备（通常是屏幕）。

原型：

int printf(const char *format, ...);
  • 参数：
    • format：格式控制字符串，指定输出内容的格式。
    • 后面的参数：格式控制符后面对应的数据。

常用格式控制符：

  • %d：整数（十进制）。
  • %f：浮点数。
  • %s：字符串。
  • %c：单个字符。
  • %x：十六进制整数。

📌 scanf

scanf 用于从标准输入读取格式化输入数据。

原型：

int scanf(const char *format, ...);
  • 参数：
    • format：格式控制字符串，指定输入数据的类型。
    • 后面的参数：存储读取数据的变量地址。

常用格式控制符：

  • %d：读取整数。
  • %f：读取浮点数。
  • %s：读取字符串（以空格为分隔符）。
  • %c：读取单个字符。

4️⃣ 文件操作

📌 fopen

fopen 用于打开一个文件。

原型：

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);
  • 参数：
    • filename：文件名。
    • mode：打开文件的模式，如 "r"（只读），"w"（写入），"a"（追加）等。
  • 返回值：返回一个文件指针（FILE*），如果打开失败返回 NULL。

📌 fclose

fclose 用于关闭已打开的文件。

原型：

int fclose(FILE *stream);
  • 参数：stream：文件指针。
  • 返回值：成功返回 0，失败返回 EOF。

📌 fgetc

fgetc 用于从文件中读取一个字符。

原型：

int fgetc(FILE *stream);
  • 参数：stream：文件指针。
  • 返回值：读取的字符（作为 unsigned char 转换为 int），如果遇到文件结束符或错误返回 EOF。

📌 fputc

fputc 用于将一个字符写入文件。

原型：

int fputc(int c, FILE *stream);
  • 参数：
    • c：要写入的字符。
    • stream：文件指针。
  • 返回值：成功返回写入的字符，失败返回 EOF。

5️⃣ 格式化输入输出

📌 fprintf

fprintf 用于将格式化的输出写入指定的文件。

原型：

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
  • 参数：
    • stream：目标文件指针。
    • format：格式化字符串。
  • 返回值：成功返回输出的字符数，失败返回负数。

📌 fscanf

fscanf 用于从指定文件读取格式化输入。

原型：

int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
  • 参数：
    • stream：目标文件指针。
    • format：格式控制字符串。
  • 返回值：成功读取的项数，失败返回 EOF。

📌 sprintf

sprintf 用于将格式化的输出写入字符串。

原型：

int sprintf(char *str, const char *format, ...);
  • 参数：
    • str：目标字符串。
    • format：格式控制字符串。
  • 返回值：返回写入的字符数。

📌 sscanf

sscanf 用于从字符串中读取格式化输入。

原型：

int sscanf(const char *str, const char *format, ...);
  • 参数：
    • str：源字符串。
    • format：格式控制字符串。
  • 返回值：成功读取的项数，失败返回 EOF。

6️⃣ 错误处理

标准库中的 I/O 函数通常会根据操作的结果返回值来指示是否成功，常见的错误处理方式包括：

  • EOF：许多文件 I/O 函数返回 EOF 表示遇到错误或文件结束。
  • perror：perror 可以用来打印与文件操作相关的错误消息。

原型：

void perror(const char *s);
  • 参数：s 是可选的前缀字符串，通常用来指示错误的上下文。

示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("nonexistent.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("Error opening file");
    }
    return 0;
}

输出：

Error opening file: No such file or directory

7️⃣ 示例代码

📌 示例：读取文件并打印内容

该示例展示了如何打开一个文件并读取文件内容。

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        perror("Error opening file");
        return 1;
    }

    char ch;
    while ((ch = fgetc(file)) != EOF) {
        putchar(ch);  // 输出到屏幕
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

输出：

(文件内容会显示在屏幕上)

解释：

  1. 打开文件 "example.txt"。
  2. 使用 fgetc 从文件读取字符，直到文件结束。
  3. 使用 putchar 输出每个字符。
  4. 最后关闭文件。

8️⃣ 参考资料

📖 C 标准库官方文档 – stdio.h
📖 GNU C Library – stdio.h
📖 ISO C 标准（PDF）

📌 总结

<stdio.h> 是 C 标准库中的核心头文件，提供了对输入输出操作的支持。通过它，可以实现与用户和文件系统的交互，包括打印输出、读取输入、文件操作等。它包含了许多功能强大的函数，使得 C 程序能够灵活地处理输入输出任务。