C 语言 Stdin 和 Stdout

编程需要输入和输出活动，而 C 语言的stdin 和 stdout 流有效地管理着这些过程。这份综合参考资料将详细解释 stdin 和 stdout 的目的、语法和用法。在 C 中，称为 stdin 和 stdout 的标准流 使输入和输出操作更加容易。它们作为 C 标准库 (stdio.h) 的一部分，简化了程序与其用户之间的通信。让我们更详细地研究这些流。

什么是 Stdin？

Stdin 是 Standard Input（标准输入）的缩写。它由 stdin 流 表示，通常连接到键盘。它使程序在运行时能够读取用户输入的数据。stdin 默认设置为行缓冲，它会收集输入，直到用户按下回车键。

什么是 Stdout？

Stdout 是 Standard Output（标准输出）的缩写。它由 stdout 流表示，通常连接到控制台或终端。它使程序能够向用户显示信息或结果。Stdout 也默认是行缓冲的。

理解使用 stdin 和 stdout 所需的语法至关重要，这样才能高效使用它们。

从 Stdin 读取输入

scanf 函数用于通过 stdin 从用户读取输入。其语法如下：

在这种情况下，format_specifier 指示期望的数据类型，而 &variable 指示输入数据将存储的内存地址。

向 Stdout 写入输出

printf 函数用于通过 stdout 向用户显示输出。其语法如下：

format_specifier 设置输出格式，而变量存储要显示的值。

为了进一步理解 stdin 和 stdout，让我们看一些实际示例。

示例 1

从 Stdin 读取输入：假设我们要求用户输入他们的姓名、年龄和喜欢的数字。之后，由于stdout，用户将再次看到这些信息。

输出

Enter your name: John Doe
Enter your age: 25
Enter your favorite number: 42
Name: John Doe
Age: 25
Favorite Number: 42

示例 2

向 Stdout 写入输出：让我们计算用户提供的两个值的和，并在屏幕上使用 stdout 显示结果。

输出

Enter the first number: 10
Enter the second number: 5
The sum is: 15

示例 3

以下是一个详细的说明，展示了如何在计算一系列用户提供的数字的平均值的程序中使用 stdin 和 stdout。

输出

Enter the count of numbers (up to 10): 5
Enter 5 numbers:
Number 1: 10
Number 2: 15
Number 3: 20
Number 4: 25
Number 5: 30 
Entered numbers: 10 15 20 25 30 
Sum: 100.00
Average: 20.00

说明

下面的代码演示了一个计算用户提供的数字平均值的程序。首先，程序要求用户指定他们打算输入的数字的数量。然后，如果计数正确，程序将提示用户输入所需数量的数字。输入的数字将被同时累加并存储在一个数组中。之后，通过将总和除以程序中的计数来计算平均值。最后，程序向用户显示输入的数字、总和和平均值。

结论

总而言之，任何打算创建有效且交互式应用程序的程序员都必须了解 C 语言中 stdin 和 stdout 的用法。在本文中，我们对这些标准流及其在输入和输出操作中的功能有了很多了解。

使用 stdin，我们可以轻松地在运行时收集用户输入。scanf 函数允许我们使用格式说明符来指定期望的数据类型并将输入保存在变量中。由于能够要求用户进行不同的输入并以适当的方式处理它们，这使得我们的程序能够具有交互性。

重要的是要记住，在处理用户输入时，必须仔细考虑输入验证和错误处理。用户可能会提交意外的数据，例如用数字代替字符，或者数据长度超出预期。我们可以包含错误检查功能并在继续其他过程之前验证用户输入，以确保我们的程序具有弹性。

另一方面，我们可以使用 stdout 显示用户信息、结果和消息。printf 函数提供了一种灵活的方法来格式化和呈现易于理解的结果。使用格式说明符，我们可以控制不同数据类型的表示，包括文本、整数和浮点数。它使我们能够定制输出并为用户提供有用的信息。

在某些情况下，我们可能需要在不等待换行符的情况下进行输入或输出。在这种情况下，可以使用 getchar 和 putchar 函数来读取和写入单个字符。由于这些函数可以对输入和输出进行更精确的控制，因此我们可以逐个字符地处理它们。

使用 stdin 和 stdout 的范围超出了交互式命令行界面，尽管基于控制台的应用程序通常与它们相关联。可以重定向标准输入和输出，以便从文件读取或向文件写入，从而实现批处理和任务自动化。通过使用文件 I/O 例程，如 fopen、fread、fwrite 和 fclose，我们可以有效地处理大量数据并操作外部文件。

此外，为了产生更强大的结果，stdin 和 stdout 可以与其他 C 编程功能和工具结合使用。例如，我们可以使用 string.h 库的字符串处理函数与 stdin 和 stdout 结合使用来处理和修改文本输入。它们还可以与控制结构、循环和函数结合使用，以构建复杂的算法和基于用户输入的决策系统。