C/C++的一众输入输出函数的区别常常搞得人晕头转向，二者之中又以输入函数更加令人头疼。本文尝试整理C/C++的各种输入输出函数。

由于输入涉及空格、换行符的读取、忽略等问题，因此输入比输出更麻烦。所以本文将以输入为主线，对应的输出用法是类似的。

水平有限，如有疏漏，欢迎提出。

标准输入流

C 标准输入

C语言使用标准输入输出函数，需要包含头文件<stdio.h>。而在 C++ 中，只要包含头文件<iostream>，就完全可以使用这些 C 中的输入输出函数。

标准输入流及对缓冲区的理解

stdin是一个文件描述符（Linux）或句柄（Windows），它在 C 程序启动时就被默认分配好。在 Linux 中一切皆文件，stdin也相当于一个可读文件，它对应着键盘设备的输入。因为它不断地被输入，又不断地被读取，像流水一样，因此通常称作输入流。

stdin是一种行缓冲I/O。当在键盘上键入字符时，它们首先被存放在键盘设备自身的缓存中（属于键盘硬件设备的一部分）。只有输入换行符时，操作系统才会进行同步，将键盘缓存中的数据读入到stdin的输入缓冲区（存在于内存中）。所有从stdin读取数据的输入流，都是从内存中的输入缓冲区读入数据。当输入缓冲区为空时，函数将被阻塞。

若无特殊说明，以下所有的“缓冲区”均是指内存中的stdin输入缓冲区。用户程序中自定义的buffer数组、str数组等，将称作“数组”、“变量”，以免产生混淆。

scanf()

按照特定格式从stdin读取输入。

用法示例：

char str[100];
int a;
scanf("%s %d", str, &a);    // 注意，传入的一定是变量的地址

对空白字符的处理：

1. 缓冲区开头：丢弃空白字符（包括空格、Tab、换行符），直到第一个非空白字符才认为是第一个数据的开始。
2. 缓冲区中间：开始读取第一个数据后，一旦遇到空白字符（非换行符）， 就认为读取完毕一次。遇到的空白字符残留在缓冲区，直到下一次被读取或刷新。例如输入字符串this is test，则会被认为是3个字符串。
3. 缓冲区末尾：按下回车键时，换行符\n残留在缓冲区。换行符之前的空格可以认为是中间的空白字符，处理同上。

注意，格式控制符只会读取正确类型的变量。如果输入格式不正确，比如在%d处输入了一个字符a，则会使读取中断，即后续不读取任何变量。

格式控制符说明：

类型	类型输入	参数的类型
%d	十进制整数	int *
%u	无符号十进制整数	unsigned int *
%o	八进制整数	int *
%x	十六进制整数	int *
%f、%e、%g	浮点数	float *
%lf、%le、%lg	双精度浮点数	double *
%c	单个字符（含空白字符）	char *
%s	字符串	char *
%%	读 % 符号

注意，%c是一个比较特殊的格式符号，它将会读取所有空白字符，包括缓冲区开头的空格、Tab、换行符，使用时要特别注意。

scanf()的读取也没有边界，所以并不安全。C11 标准提供了安全输入scanf_s()。

scanf()对应的输出函数是printf()。

gets() - 不建议

按下回车键时，从stdin读取一行。

用法示例：

char str[100];
gets(str);

对空白字符的处理：

1. 所有空格、Tab等空白字符均被读取，不忽略。
2. 按下回车键时，缓冲区末尾的换行符被丢弃，字符串末尾没有换行符\n，缓冲区也没有残留的换行符\n。

注意，gets()不能指定读取上限，因此容易发生数组边界溢出，造成内存不安全。C11 使用了gets_s()代替gets()，但有时编译器未必支持，因此总体来说不建议使用gets()函数来读取输入。

gets()对应的输出函数是puts()。

fgets()

从指定输入流读取一行，输入可以是stdin，也可以是文件流，使用时需要显式指定。

读取文件流示例：

char str[100];
memset(str, 0, sizeof(str));
int i = 1;
 
FILE *fp = fopen("...test.txt", "r");
if (fp == NULL) {
    printf("File open Error!\n");
    exit(1);
}
 
while (fgets(str, sizeof(str), fp) != NULL)
    printf("line%d [len %d]: %s", i++, strlen(str), str);
 
fclose(fp);

读取stdin示例：

char str[100];
memset(str, 0, sizeof(str));
int i = 1;
while (fgets(str, sizeof(str), stdin) != NULL)
    printf("line%d [len %d]: %s", i++, strlen(str), str);

对空白字符的处理：

1. 所有空格、Tab等空白字符均被读取，不忽略。
2. 按下回车键时，缓冲区末尾的换行符也被读取，字符串末尾将有一个换行符\n。例如，输入字符串hello，再按下回车，则读到的字符串长度为6。

fgets()函数会自动在字符串末尾加上\0结束符。

第 2 个参数n指定了读取的最大长度。函数读到n-1个字符（包括换行符\n）就会停止，并在末尾加上\0结束符。剩余字符将残留在缓冲区。

建议使用fgets()完全替代gets()。

fgets()对应的输出函数是fputs()。

fgetc() & getc()

从指定输入流读取一个字符，输入可以是stdin，也可以是文件流，使用时需要显式指定。

这两个函数完全等效，getc()由fgetc()宏定义而来。不同的是，前述的gets()和fgets()相互之间没有关系。

用法示例：

char a, b;
a = fgetc(stdin);
b = getc(stdin);

对空白字符的处理：

1. 所有空格、Tab、换行等空白字符，无论在缓冲区开头、中间还是结尾，均会被读取，不忽略。
2. 因为只读取一个字符，所以如果输入多于1个字符（包括换行符），则它们均会残留在缓冲区。具体地说，如果什么字符都不输入，直接按下回车键，则读取到的是换行符\n，缓冲区无任何残留；如果输入一个字符如a，然后按下回车键，则读取到的是字符a，同时换行符\n残留在缓冲区。

fgetc()和getc()对应的输出函数是fputc()和putc()。

getchar()

从stdin读取一个字符。

getchar()实际上也由fgetc()宏定义而来，只是默认输入流为stdin。

用法示例：

char a;
a = getchar();

getchar()常常用于清理缓冲区开头残留的换行符。当知道缓冲区开头有\n残留时，可以调用getchar()但不赋值给任何变量，即可实现冲刷掉\n的效果。

getchar()对应的输出函数是putchar()。

C++ 标准输入

C++中使用标准输入输出需要包含头文件<iostream>。一般使用io