Что такое scanf и printf
ЕГЭ 2019 Физика Информатика Scratch
Дневник заданий для учащихся
Функции стандартного ввода/вывода (printf, scanf)
Функция стандартного вывода printf()
Функция printf() является функцией стандартного вывода. С помощью этой функции можно вывести на экран монитора строку символов, число, значение переменной…
Функция printf() имеет прототип в файле stdio.h
int printf(char *управляющая строка, …);
В случае успеха функция printf() возвращает число выведенных символов.
Управляющая строка содержит два типа информации: символы, которые непосредственно выводятся на экран, и спецификаторы формата, определяющие, как выводить аргументы.
Функция printf() это функция форматированного вывода. Это означает, что в параметрах функции необходимо указать формат данных, которые будут выводиться. Формат данных указывается спецификаторами формата. Спецификатор формата начинается с символа % за которым следует код формата.
%с | символ |
%d | целое десятичное число |
%i | целое десятичное число |
%e | десятичное число в виде x.xx e+xx |
%E | десятичное число в виде x.xx E+xx |
%f | десятичное число с плавающей запятой xx.xxxx |
%F | десятичное число с плавающей запятой xx.xxxx |
%g | %f или %e, что короче |
%G | %F или %E, что короче |
%o | восьмеричное число |
%s | строка символов |
%u | беззнаковое десятичное число |
%x | шестнадцатеричное число |
%X | шестнадцатеричное число |
%% | символ % |
%p | указатель |
%n | указатель |
Кроме того, к командам формата могут быть применены модификаторы l и h.
Например, если у нас есть переменная x=10.3563 типа float и мы хотим вывести её значение с точностью до 3-х цифр после запятой, то мы должны написать:
printf(«Переменная x = %.3f»,x);
Результат:
Переменная x = 10.356
Вы также можете указать минимальную ширину поля отводимого для печати. Если строка или число больше указанной ширины поля, то строка или число печатается полностью.
Например, если вы напишите:
то результат будет следующим:
20
Обратите внимание на то, что число 20 напечаталось не с самого начала строки. Если вы хотите чтобы неиспользованные места поля заполнялись нулями, то нужно поставить перед шириной поля символ 0.
Кроме спецификаторов формата данных в управляющей строке могут находиться управляющие символы:
\b | BS, забой |
\f | Новая страница, перевод страницы |
\n | Новая строка, перевод строки |
\r | Возврат каретки |
\t | Горизонтальная табуляция |
\v | Вертикальная табуляция |
\» | Двойная кавычка |
\’ | Апостроф |
\\ | Обратная косая черта |
\0 | Нулевой символ, нулевой байт |
\a | Сигнал |
\N | Восьмеричная константа |
\xN | Шестнадцатеричная константа |
\? | Знак вопроса |
Чаще всего вы будете использовать символ \n. С помощью этого управляющего символа вы сможете переходить на новую строку. Посмотрите примеры программ и вы всё поймёте.
void main(void)
<
int a,b,c; // Объявление переменных a,b,c
a=5;
b=6;
c=9;
printf(«a=%d, b=%d, c=%d»,a,b,c);
>
Результат работы программы:
a=5, b=6, c=9
void main(void)
<
float x,y,z;
printf(«Координаты объекта: x:%.2f, y:%.2f, z:%.2f», x, y, z);
>
Результат работы программы:
Координаты объекта: x:10.50, y:130.67, z:54.00
Результат работы программы:
x=10
void main(void)
<
printf(«\»Текст в кавычках\»»);
printf(«\nСодержание кислорода: 100%%»);
>
Результат работы программы:
«Текст в кавычках»
Содержание кислорода: 100%
void main(void)
<
int a;
a=11; // 11 в десятичной равно b в шестнадцатеричной
printf(«a-dec=%d, a-hex=%X»,a,a);
>
Результат работы программы:
a-dec=11, a-hex=b
void main(void)
<
char ch1,ch2,ch3;
Результат работы программы:
ABC
void main(void)
<
char *str=»Моя строка.»;
Результат работы программы:
Это Моя строка.
void main(void)
<
printf(«Здравствуйте!\n»); // После печати будет переход на новую строку — \n
printf(«Меня зовут Павел.»); // Это будет напечатано на новой строке
>
Результат работы программы:
Здравствуйте!
Меня зовут Павел.
Функция стандартного ввода scanf()
Функция scanf() — функция форматированного ввода. С её помощью вы можете вводить данные со стандартного устройства ввода (клавиатуры). Вводимыми данными могут быть целые числа, числа с плавающей запятой, символы, строки и указатели.
Функция scanf() имеет следующий прототип в файле stdio.h:
int scanf(char *управляющая строка);
Функция возвращает число переменных которым было присвоено значение.
Управляющая строка содержит три вида символов: спецификаторы формата, пробелы и другие символы. Спецификаторы формата начинаются с символа %.
%c | чтение символа |
%d | чтение десятичного целого |
%i | чтение десятичного целого |
%e | чтение числа типа float (плавающая запятая) |
%h | чтение short int |
%o | чтение восьмеричного числа |
%s | чтение строки |
%x | чтение шестнадцатеричного числа |
%p | чтение указателя |
%n | чтение указателя в увеличенном формате |
При вводе строки с помощью функции scanf() (спецификатор формата %s), строка вводиться до первого пробела!! т.е. если вы вводите строку «Привет мир!» с использованием функции scanf()
char str[80]; // массив на 80 символов
scanf(«%s»,str);
то после ввода результирующая строка, которая будет храниться в массиве str будет состоять из одного слова «Привет». ФУНКЦИЯ ВВОДИТ СТРОКУ ДО ПЕРВОГО ПРОБЕЛА! Если вы хотите вводить строки с пробелами, то используйте функцию
char *gets( char *buf );
С помощью функции gets() вы сможете вводить полноценные строки. Функция gets() читает символы с клавиатуры до появления символа новой строки (\n). Сам символ новой строки появляется, когда вы нажимаете клавишу enter. Функция возвращает указатель на buf. buf — буфер (память) для вводимой строки.
Хотя gets() не входит в тему этой статьи, но всё же давайте напишем пример программы, которая позволяет ввести целую строку с клавиатуры и вывести её на экран.
void main(void)
<
char buffer[100]; // массив (буфер) для вводимой строки
gets(buffer); // вводим строку и нажимаем enter
printf(«%s»,buffer); // вывод введённой строки на экран
>
Ещё одно важное замечание! Для ввода данных с помощью функции scanf(), ей в качестве параметров нужно передавать адреса переменных, а не сами переменные. Чтобы получить адрес переменной, нужно поставить перед именем переменной знак &(амперсанд). Знак & означает взятие адреса.
Что значит адрес? Попробую объяснить. В программе у нас есть переменная. Переменная хранит своё значение в памяти компьютера. Так вот адрес, который мы получаем с помощью & это адрес в памяти компьютера где храниться значение переменной.
Давайте рассмотрим пример программы, который показывает нам как использовать &
void main(void)
<
int x;
printf(«Введите переменную x:»);
scanf(«%d»,&x);
printf(«Переменная x=%d»,x);
>
Теперь давайте вернёмся к управляющей строке функции scanf(). Ещё раз:
int scanf(char *управляющая строка);
Символ пробела в управляющей строке дает команду пропустить один или более пробелов в потоке ввода. Кроме пробела может восприниматься символ табуляции или новой строки. Ненулевой символ указывает на чтение и отбрасывание этого символа.
Разделителями между двумя вводимыми числами являются символы пробела, табуляции или новой строки. Знак * после % и перед кодом формата (спецификатором формата) дает команду прочитать данные указанного типа, но не присваивать это значение.
при вводе 50+20 присвоит переменной i значение 50, переменной j — значение 20, а символ + будет прочитан и проигнорирован.
В команде формата может быть указана наибольшая ширина поля, которая подлежит считыванию.
указывает необходимость прочитать из потока ввода первые 5 символов. При вводе 1234567890ABC массив str будет содержать только 12345, остальные символы будут проигнорированы. Разделители: пробел, символ табуляции и символ новой строки — при вводе символа воспринимаются, как и все другие символы.
Если в управляющей строке встречаются какие-либо другие символы, то они предназначаются для того, чтобы определить и пропустить соответствующий символ. Поток символов 10plus20 оператором
присвоит переменной x значение 10, переменной y — значение 20, а символы plus пропустит, так как они встретились в управляющей строке.
Одной из мощных особенностей функции scanf() является возможность задания множества поиска (scanset). Множество поиска определяет набор символов, с которыми будут сравниваться читаемые функцией scanf() символы. Функция scanf() читает символы до тех пор, пока они встречаются в множестве поиска. Как только символ, который введен, не встретился в множестве поиска, функция scanf() переходит к следующему спецификатору формата. Множество поиска определяется списком символов, заключённых в квадратные скобки. Перед открывающей скобкой ставиться знак %. Давайте рассмотрим это на примере.
void main(void)
<
char str1[10], str2[10];
scanf(«%[0123456789]%s», str1, str2);
printf(«\n%s\n%s»,str1,str2);
>
Введём набор символов:
12345abcdefg456
На экране программа выдаст:
12345
abcdefg456
При задании множества поиска можно также использовать символ «дефис» для задания промежутков, а также максимальную ширину поля ввода.
Можно также определить символы, которые не входят в множество поиска. Перед первым из этих символов ставиться знак ^. Множество символов различает строчные и прописные буквы.
Напомню, что при использовании функции scanf(), ей в качестве параметров нужно передавать адреса переменных. Выше был написан код:
char str[80]; // массив на 80 символов
scanf(«%s»,str);
Обратите внимание на то, что перед str не стоит символ &. Это сделано потому, что str является массивом, а имя массива — str является указателем на первый элемент массива. Поэтому знак & не ставиться. Мы уже передаем функции scanf() адрес. Ну проще говоря str это адрес в памяти компьютера где будет храниться значение первого элемента массива.
Ввод-вывод в Си
Основной задачей программирования является обработка информации, поэтому любой язык программирования имеет средства для ввода и вывода информации. В языке Си нет операторов ввода-вывода.
Вывод информации
Функция printf() предназначена для форматированного вывода. Она переводит данные в символьное представление и выводит полученные изображения символов на экран. При этом у программиста имеется возможность форматировать данные, то есть влиять на их представление
на экране.
Общая форма записи функции printf() :
СтрокаФорматов состоит из следующих элементов:
Объекты могут отсутствовать.
Управляющие символы не выводятся на экран, а управляют расположением выводимых символов. Отличительной чертой управляющего символа является наличие обратного слэша ‘\’ перед ним.
Основные управляющие символы:
Форматы нужны для того, чтобы указывать вид, в котором информация будет выведена на экран. Отличительной чертой формата является наличие символа процент ‘%’ перед ним:
Результат работы программы
Тот же самый код может быть представлен с использованием одного вызова printf :
Табличный вывод
При указании формата можно явным образом указать общее количество знакомест и количество знакомест, занимаемых дробной частью:
В приведенном примере 10 — общее количество знакомест, отводимое под значение переменной; 5 — количество позиций после разделителя целой и дробной части (после десятичной точки). В указанном примере количество знакомест в выводимом числе меньше 10, поэтому свободные знакоместа слева от числа заполняются пробелами. Такой способ форматирования часто используется для построения таблиц.
Ввод информации
Функция форматированного ввода данных с клавиатуры scanf() выполняет чтение данных, вводимых с клавиатуры, преобразует их во внутренний формат и передает вызывающей функции. При этом программист задает правила интерпретации входных данных с помощью спецификаций форматной строки.
Общая форма записи функции scanf( ) :
Строка форматов и список аргументов для функции обязательны.
Результат работы программы:
Функция scanf( ) является функцией незащищенного ввода, т.к. появилась она в ранних версиях языка Си. Поэтому чтобы разрешить работу данной функции в современных компиляторах необходимо в начало программы добавить строчку
Комментариев к записи: 96
#include
#include
#include
#include
int main() <
int a[4][5];
int i,j,range,max,maxi,maxj;
float kproiz1,kproiz2;
int proiz1=1;
int proiz2=1;
Что такое scanf и printf
Возможности для ввода и вывода не являются частью самого языка Си, поэтому мы подробно и не рассматривали их до сих пор. Между тем реальные программы взаимодействуют со своим окружением гораздо более сложным способом, чем те, которые были затронуты ранее. В этой главе мы опишем стандартную библиотеку, содержащую набор функций, обеспечивающих ввод-вывод, работу со строками, управление памятью, стандартные математические функции и разного рода сервисные Си-программы. Но особое внимание уделим вводу-выводу.
Библиотечные функции ввода-вывода точно определяются стандартом ANSI, так что они совместимы на любых системах, где поддерживается Си. Программы, которые в своем взаимодействии с системным окружением не выходят за рамки возможностей стандартной библиотеки, можно без изменений переносить с одной машины на другую.
7.1 Стандартный ввод-вывод
Во многих системах клавиатуру можно заменить файлом, перенаправив ввод с помощью значка имя-файла вывод можно перенаправить в файл. Например, если prog использует для вывода функцию putchar, то
будет направлять стандартный вывод не на экран, а в outfile. А командная строка
соединит стандартный вывод программы prog со стандартным вводом программы anotherprog.
Вывод, осуществляемый функцией printf, также отправляется в стандартный выходной поток. Вызовы putchar и printf могут как угодно чередоваться, при этом вывод будет формироваться в той последовательности, в которой происходили вызовы этих функций.
Любой исходный Си-файл, использующий хотя бы одну функцию библиотеки ввода-вывода, должен содержать в себе строку
Многие программы читают только из одного входного потока и пишут только в один выходной поток. Для организации ввода-вывода таким программам вполне хватит функций getchar, putchar и printf, а для начального обучения уж точно достаточно ознакомления с этими функциями. В частности, перечисленных функций достаточно, когда требуется вывод одной программы соединить с вводом следующей. В качестве примера рассмотрим программу lower, переводящую свой ввод на нижний регистр:
Упражнение 7.1. Напишите программу, осуществляющую перевод ввода с верхнего регистра на нижний или с нижнего на верхний в зависимости от имени, по которому она вызывается и текст которого находится в arg[0].
7.2 Форматный вывод (printf)
Функция printf переводит внутренние значения в текст.
В предыдущих главах мы использовали printf неформально. Здесь мы покажем наиболее типичные случаи применения этой функции: полное ее описание дано в приложении B.
Функция printf преобразует, форматирует и печатает свои аргументы в стандартном выводе под управлением формата. Возвращает она количество напечатанных символов.
Форматная строка содержит два вида объектов: обычные символы, которые напрямую копируются в выходной поток, и спецификации преобразования, каждая из которых вызывает преобразование и печать очередного аргумента printf. Любая спецификация преобразования начинается знаком % и заканчивается символом-спецификатором. Между % и символом-спецификатором могут быть расположены (в указанном ниже порядке) следующие элементы:
Символы-спецификаторы перечислены в таблице 7.1. Если за % не помещен символ- спецификатор, поведение функции printf будет не определено. Ширину и точность можно специфицировать с помощью *; значение ширины (или точности) в этом случае берется из следующего аргумента (который должен быть типа int). Например, чтобы напечатать не более max символов из строки s, годится следующая запись:
Таблица 7.1 Основные преобразования printf
Большая часть форматных преобразований была продемонстрирована в предыдущих главах. Исключение составляет задание точности для строк. Далее приводится перечень спецификаций и показывается их влияние на печать строки «hello, world», состоящей из 12 символов. Поле специально обрамлено двоеточиями, чтобы была видна его протяженность.
Предостережение: функция printf использует свой первый аргумент, чтобы определить, сколько еще ожидается аргументов и какого они будут типа. Вы не получите правильного результата, если аргументов будет не хватать или они будут принадлежать не тому типу. Вы должны также понимать разницу в следующих двух обращениях:
Функция sprintf выполняет те же преобразования, что и printf, но вывод запоминает в строке
Эта функция форматирует arg1, arg2 и т. д. в соответствии с информацией, заданной аргументом format, как мы описывали ранее, но результат помещает не в стандартный вывод, а в string. Заметим, что строка string должна быть достаточно большой, чтобы в ней поместился результат.
Упражнение 7.2. Напишите программу, которая будет печатать разумным способом любой ввод. Как минимум она должна уметь печатать неграфические символы в восьмеричном или шестнадцатеричном виде (в форме, принятой на вашей машине), обрывая длинные текстовые строки.
7.3 Списки аргументов переменной длины
Этот параграф содержит реализацию минимальной версии printf. Приводится она для того, чтобы показать, как надо писать функции со списками аргументов переменной длины, причем такие, которые были бы переносимы. Поскольку нас главным образом интересует обработка аргументов, функцию minprintf напишем таким образом, что она в основном будет работать с задающей формат строкой и аргументами; что же касается форматных преобразований, то они будут осуществляться с помощью стандартного printf.
Объявление стандартной функции printf выглядит так:
Многоточие в объявлении означает, что число и типы аргументов могут изменяться. Знак многоточие может стоять только в конце списка аргументов. Наша функция minprintf объявляется как
поскольку она не будет выдавать число символов, как это делает printf.
Макрос va_arg на каждом своем вызове выдает очередной аргумент, а ap передвигает на следующий: но имени типа он определяет тип возвращаемого значения и размер шага для выхода на следующий аргумент. Наконец, макрос va_end делает очистку всего, что необходимо. К va_end следует обратиться перед самым выходом из функции.
Перечисленные средства образуют основу нашей упрощенной версии prinf.
Упражнение 7.3. Дополните minprintf другими возможностями printf.
7.4 Форматный ввод (scanf)
Функция scanf, обеспечивающая ввод, является аналогом printf; она выполняет многие из упоминавшихся преобразований, но в противоположном направлении. Ее объявление имеет следующий вид:
Функция scanf читает символы из стандартного входного потока, интерпретирует их согласно спецификациям строки format и рассылает результаты в свои остальные аргументы. Аргумент format мы опишем позже; другие аргументы, каждый из которых должен быть указателем, определяют, где будут запоминаться должным образом преобразованные данные. Как и для printf, в этом параграфе дается сводка наиболее полезных, но отнюдь не всех возможностей данной функции.
Функция scanf прекращает работу, когда оказывается, что исчерпался формат или вводимая величина не соответствует управляющей спецификации. В качестве результата scanf возвращает количество успешно введенных элементов данных. По исчерпании файла она выдает EOF. Существенно то, что значение EOF не равно нулю, поскольку нуль scanf выдает, когда вводимый символ не соответствует первой спецификации форматной строки. Каждое очередное обращение к scanf продолжает ввод символа, следующего сразу за последним обработанным.
Существует также функция sscanf, которая читает из строки (а не из стандартного ввода).
Функция sscanf просматривает строку string согласно формату format и рассылает полученные значения в arg1, arg2 и т. д. Последние должны быть указателями.
Формат обычно содержит спецификации, которые используются для управления преобразованиями ввода. В него могут входить следующие элементы:
Спецификация преобразования управляет преобразованием следующего вводимого поля. Обычно результат помещается в переменную, на которую указывает соответствующий аргумент. Однако если в спецификации преобразования присутствует *, то поле ввода пропускается и никакое присваивание не выполняется. Поле ввода определяется как строка без символов-разделителей; оно простирается до следующего символа-разделителя или же ограничено шириной поля, если она задана. Поскольку символ новой строки относится к символам- разделителям, то sscanf при чтении будет переходить с одной строки на другую. (Символами-разделителями являются символы пробела, табуляции, новой строки, возврата каретки, вертикальной табуляции и перевода страницы.)
Символ-спецификатор указывает, каким образом следует интерпретировать очередное поле ввода. Соответствующий аргумент должен быть указателем, как того требует механизм передачи параметров по значению, принятый в Си. Символы-спецификаторы приведены в таблице 7.2.
Таблица 7.2 Основные преобразования scanf
Символ | Вводимые данные; тип аргумента |
---|---|
d | десятичное целое: int * |
i | целое: int *. Целое может быть восьмеричным (с 0 слева) или шестнадцатеричным (с 0x или 0X слева) |
o | восьмеричное целое (с нулем слева или без него); int * |
u | беззнаковое десятичное целое; unsigned int * |
x | шестнадцатеричное целое (с 0x или 0X слева или без них); int * |
c | символы; char *. Следующие символы ввода (по умолчанию один) размещаются в указанном месте. Обычный пропуск символов- разделителей подавляется; чтобы прочесть очередной символ, отличный от символа-разделителя, используйте %1s |
s | Строка символов(без обрамляющих кавычек); char *, указывающая на массив символов, достаточный для строки и завершающего символа ‘\0’, который будет добавлен |
e, f, g | число с плавающей точкой, возможно, со знаком; обязательно присутствие либо десятичной точки, либо экспоненциальной части, а возможно, и обеих вместе; float * |
% | сам знак %, никакое присваивание не выполняется |
Чтобы построить первый пример, обратимся к программе калькулятора из главы 4, в которой организуем ввод с помощью функции scanf:
Предположим, что нам нужно прочитать строки ввода, содержащие данные вида
Обращение к scanf выглядит следующим образом:
Знак & перед monthname не нужен, так как имя массива есть указатель.
В строке формата могут присутствовать символы, не участвующие ни в одной из спецификаций; это значит, что эти символы должны появиться на вводе. Так, мы могли бы читать даты вида mm/dd/yy с помощью следующего обращения к scanf:
В своем формате функция scanf игнорирует пробелы и табуляции. Кроме того, при поиске следующей порции ввода она пропускает во входном потоке все символы- разделители (пробелы, табуляции, новые строки и т.д.). Воспринимать входной поток, не имеющий фиксированного формата, часто оказывается удобнее, если вводить всю строку целиком и для каждого отдельного случая подбирать подходящий вариант sscanf. Предположим, например, что нам нужно читать строки с датами, записанными в любой из приведенных выше форм. Тогда мы могли бы написать:
Обращения к scanf могут перемежаться с вызовами других функций ввода. Любая функция ввода, вызванная после scanf, продолжит чтение с первого еще непрочитанного символа.
В завершение еще раз напомним, что аргументы функций scanf и sscanf должны быть указателями.
Одна из самых распространенных ошибок состоит в том, что вместо того, чтобы написать
Компилятор о подобной ошибке ничего не сообщает.
Упражнение 7.4. Напишите свою версию scanf по аналогии с minprintf из предыдущего параграфа.
Упражнение 7.5. Перепишите основанную на постфиксной записи программу калькулятора из главы 4 таким образом, чтобы для ввода и преобразования чисел она использовала scanf и/или sscanf.
7.5 Доступ к файлам
Во всех предыдущих примерах мы имели дело со стандартным вводом и стандартным выводом, которые для программы автоматически предопределены операционной системой конкретной машины.
направит в стандартный вывод содержимое файлов x.c и y.c (и ничего более).
Возникает вопрос: что надо сделать, чтобы именованные файлы можно было читать; иначе говоря, как связать внешние имена, придуманные пользователем, с инструкциями чтения данных?
На этот счет имеются простые правила. Для того чтобы можно было читать из файла или писать в файл, он должен быть предварительно открыт с помощью библиотечной функции fopen. Функция fopen получает внешнее имя типа x.c или y.c, после чего осуществляет некоторые организационные действия и «переговоры» с операционной системой (технические детали которых здесь не рассматриваются) и возвращает указатель, используемый в дальнейшем для доступа к файлу.
Это говорит, что fp есть указатель на FILE, a fopen возвращает указатель на FILE. Заметим, что FILE — это имя типа) наподобие int, а не тег структуры. Оно определено с помощью typedef. (Детали того, как можно реализовать fopen в системе UNIX, приводятся в параграфе 8.5.)
Обращение к fopen в программе может выглядеть следующим образом:
Тот факт, что некий файл, которого раньше не было, открывается на запись или добавление, означает, что он создается (если такая процедура физически возможна). Открытие уже существующего файла на запись приводит к выбрасыванию его старого содержимого, в то время как при открытии файла на добавление его старое содержимое сохраняется. Попытка читать несуществующий файл является ошибкой. Могут иметь место и другие ошибки; например, ошибкой считается попытка чтения файла, который по статусу запрещено читать. При наличии любой ошибки fopen возвращает NULL. (Возможна более точная идентификация ошибки; детальная информация по этому поводу приводится в конце параграфа 1 приложения B.)
Функция getc возвращает следующий символ из потока, на который указывает *fp; в случае исчерпания файла или ошибки она возвращает EOF.
Функция putc пишет символ c в файл fp
и возвращает записанный символ или EOF в случае ошибки. Аналогично getchar и putchar, реализация getc и putc может быть выполнена в виде макросов, а не функций.
С помощью getc, putc, stdin и stdout функции getchar и putchar теперь можно определить следующим образом:
Форматный ввод-вывод файлов можно построить на функциях fscanf и fprintf. Они идентичны scanf и printf с той лишь разницей, что первым их аргументом является указатель на файл, для которого осуществляется ввод-вывод, формат же указывается вторым аргументом.
Вот теперь мы располагаем теми сведениями, которые достаточны для написания программы cat, предназначенной для конкатенации (последовательного соединения) файлов. Предлагаемая версия функции cat, как оказалось, удобна для многих программ. Если в командной строке присутствуют аргументы, они рассматриваются как имена последовательно обрабатываемых файлов. Если аргументов нет, то обработке подвергается стандартный ввод.
Файловые указатели stdin и stdout представляют собой объекты типа FILE*. Это константы, а не переменные, следовательно, им нельзя ничего присваивать.
7.6 Управление ошибками (stderr и exit)
Обработку ошибок в cat нельзя признать идеальной. Беда в том, что если файл по какой-либо причине недоступен, сообщение об этом мы получим по окончании конкатенируемого вывода. Это нас устроило бы, если бы вывод отправлялся только на экран, a не в файл или по конвейеру другой программе. Чтобы лучше справиться с этой проблемой, программе помимо стандартного вывода stdout придается еще один выходной поток, называемый stderr. Вывод в stderr обычно отправляется на экран, даже если вывод stdout перенаправлен в другое место. Перепишем cat так, чтобы сообщения об ошибках отправлялись в stderr.
Инструкция return exp главной программы main эквивалентна обращению к функции exit(exp). Последний вариант (с помощью exit) имеет то преимущество, что он пригоден для выхода и из других функций, и, кроме того, слово exit легко обнаружить с помощью программы контекстного поиска, похожей на ту, которую мы рассматривали в главе 5. Функция ferror выдает ненулевое значение, если в файле fp была обнаружена ошибка.
Хотя при выводе редко возникают ошибки, все же они встречаются (например, оказался переполненным диск); поэтому в программах широкого пользования они должны тщательно контролироваться.
Функция feof(FILE *fp) aнaлoгичнa функции ferror; oнa вoзвpaщaeт нeнулевое значение, если встретился конец указанного в аргументе файла.
В наших небольших иллюстративных программах мы не заботились о выдаче статуса выхода, т. е. выдаче некоторого числа, характеризующего состояние программы в момент завершения: работа закончилась нормально или прервана из-за ошибки? Если работа прервана в результате ошибки, то какой? Любая серьезная программа должна выдавать статус выхода.
7.7 Ввод-вывод строк
В стандартной библиотеке имеется программа ввода fgets, аналогичная программе getline, которой мы пользовались в предыдущих главах.
Функция вывода fputs пишет строку (которая может и не заканчиваться символом новой строки) в файл.
Эта функция возвращает EOF, если возникла ошибка, и неотрицательное значение в противном случае.
Библиотечные функции gets и puts подобны функциям fgets и fputs. Отличаются они тем, что оперируют только стандартными файлами stdin и stdout, и кроме того, gets выбрасывает последний символ ‘\n’, a puts его добавляет.
Чтобы показать, что ничего особенного в функциях вроде fgets и fputs нет, мы приводим их здесь в том виде, в каком они существуют в стандартной библиотеке на нашей системе.
С помощью fgets легко реализовать нашу функцию getline:
Упражнение 7.6. Напишите программу, сравнивающую два файла и печатающую первую строку, в которой они различаются.
Упражнение 7.7. Модифицируйте программу поиска по образцу из главы 5 таким образом, чтобы она брала текст из множества именованных файлов, а если имен файлов в аргументах нет, то из стандартного ввода. Будет ли печататься имя файла, в котором найдена подходящая строка?
Упражнение 7.8. Напишите программу, печатающую несколько файлов. Каждый файл должен начинаться с новой страницы, предваряться заголовком и иметь свою нумерацию страниц.
7.8 Другие библиотечные функции
В стандартной библиотеке представлен широкий спектр различных функций. Настоящий параграф содержит краткий обзор наиболее полезных из них. Более подробно эти и другие функции описаны в приложении B.
7.8.1 Операции со строками
strcat(s,t) | — приписывает t в конец s. |
strncat(s,t,n) | — приписывает n символов из t в конец s. |
strcmp(s,t) | — возвращает отрицательное число, нуль или положительное число для s t, соответственно. |
strncmp(s,t,n) | — делает то же, что и strcmp, но количество сравниваемых символов не может превышать n |
strcpy(s,t) | — копирует t в s. |
strncpy(s,t,n) | — копирует не более n символов из t в s. |
strlen(s) | — возвращает длину s. |
strchr(s,c) | — возвращает указатель на первое появление символа c в s или, если c нет в s, NULL. |
strrchr(s,c) | — возвращает указатель на последнее появление символа c в s или, если c нет в s, NULL. |
7.8.2 Анализ класса символов и преобразование символов
7.8.3 Функция ungetc
В стандартной библиотеке содержится более ограниченная версия функции ungetch по сравнению с той, которую мы написали в главе 4. Называется она ungetc. Эта функция, имеющая прототип
отправляет символ c назад в файл fp и возвращает c, а в случае ошибки EOF. Для каждого файла гарантирован возврат не более одного символа. Функцию ungetc можно использовать совместно с любой из функций ввода вроде scanf, getc, getchar и т. д.
7.8.4 Исполнение команд операционной системы
Функция system(char *s) выполняет команду системы, содержащуюся в строке s, и затем возвращается к выполнению текущей программы.
Содержимое s, строго говоря, зависит от конкретной операционной системы. Рассмотрим простой пример: в системе UNIX инструкция
7.8.5 Управление памятью
Функции malloc и calloc динамически запрашивают блоки свободной памяти. Функция malloc
возвращает указатель на n байт неинициализированной памяти или NULL, если запрос удовлетворить нельзя. Функция calloc
возвращает указатель на область, достаточную для хранения массива из n объектов указанного размера (size), или NULL, если запрос не удается удовлетворить. Выделенная память обнуляется.
Указатель, возвращаемый функциями malloc и calloc, будет выдан с учетом выравнивания, выполненного согласно указанному типу объекта. Тем не менее к нему должна быть применена операция приведения к соответствующему типу (Как уже отмечалось (см. примеч. в параграфе 6.5), замечания о приведении типов значений, возвращаемых функциями malloc или calloc, — неверно. — Примеч. авт.), как это сделано в следующем фрагменте программы:
Нельзя также использовать те области памяти, которые уже освобождены. Следующий пример демонстрирует типичную ошибку в цикле, освобождающем элементы списка.
Правильным будет, если вы до освобождения сохраните то, что вам потребуется, как в следующем цикле:
В параграфе 8.7 мы рассмотрим реализацию программы управления памятью вроде malloc, позволяющую освобождать выделенные блоки памяти в любой последовательности.
7.8.6 Математические функции
В описано более двадцати математических функций. Здесь же приведены наиболее употребительные. Каждая из них имеет один или два аргумента типа double и возвращает результат также типа double.
sin(x) | — синус x, x в радианах |
cos(x) | — косинус x, x в радианах |
atan2(y,x) | — арктангенс y/x, y и x в радианах |
exp(x) | — экспоненциальная функция e в степени x |
log(x) | — натуральный (по основанию e) логарифм x (x>0) |
log10(x) | — обычный (по основанию 10) логарифм x (x>0) |
pow(x,y) | — x в степени y |
sqrt(x) | — корень квадратный x (x > 0) |
fabs(x) | — абсолютное значение x |
7.8.7 Генератор случайных чисел
(Если в вашей библиотеке уже есть функция для получения случайных чисел с плавающей точкой, вполне возможно, что ее статистические характеристики лучше указанной.)
Функция srand(unsigned) устанавливает семя для rand. Реализации rand и srand, предлагаемые стандартом и, следовательно, переносимые на различные машины, рассмотрены в параграфе 2.7.
Упражнение 7.9. Реализуя функции вроде isupper, можно экономить либо память, либо время. Напишите оба варианта функции.