2、stdio.h 核心函数（上）：printf格式化输出、scanf格式化输入、getchar与putchar、gets与puts的隐患

stdio.h 这个头文件，说白了就是 C 语言和外界打交道的「嘴巴」。你写的程序要跟用户说话，用户要告诉程序点什么，都得靠它。今天咱们就聊聊这张嘴怎么用，以及怎么用好它。

我个人习惯，拿到一个新项目，第一件事就是先把 stdio.h 相关的函数理一遍。为什么？因为 90% 的调试信息、日志输出、用户交互都靠它们。你想想看，要是连输出都搞不定，后面还怎么玩？

printf：格式化输出的「瑞士军刀」

printf 这函数，我估计你刚学 C 语言第一天就见过。但说实话，很多人用了好几年，也就只会个 %d、%s。其实它的能力远不止这些。

先看个最简单的例子：

#include <stdio.h>

int main() {
    int age = 25;
    float height = 1.78f;
    char name[] = "张三";
    
    printf("姓名：%s，年龄：%d，身高：%.2f 米\n", name, age, height);
    return 0;
}

输出结果：

姓名：张三，年龄：25，身高：1.78 米

嗯，这里要注意。printf 的格式控制符，说白了就是告诉程序「我要怎么展示这些数据」。%d 表示整数，%f 表示浮点数，%s 表示字符串。%.2f 的意思是保留两位小数。

我在项目中遇到过一个问题：有个同事把 %d 写成了 %s，结果打印出来的数字变成了乱码。排查了半天才发现是格式符写错了。所以啊，写 printf 的时候一定要仔细检查格式符和参数是否匹配。

printf 的进阶用法

除了基本的格式符，printf 还支持一些高级功能。比如：

• 宽度控制：%10d 表示至少占 10 个字符宽度，右对齐
• 精度控制：%.5f 表示保留 5 位小数
• 左对齐：%-10s 表示左对齐，占 10 个字符宽度
• 补零：%08d 表示用 0 补足 8 位

举个例子：

int num = 42;
printf("默认：%d\n", num);
printf("宽度10：%10d\n", num);
printf("左对齐：%-10d\n", num);
printf("补零：%08d\n", num);

输出：

默认：42
宽度10：        42
左对齐：42        
补零：00000042

scanf：格式化输入的「双刃剑」

scanf 和 printf 是兄弟俩，一个负责输出，一个负责输入。但 scanf 比 printf 坑多得多。

int age;
printf("请输入你的年龄：");
scanf("%d", &age);  // 注意 & 符号

为什么 scanf 需要 & 符号？因为 scanf 要修改变量的值，必须传入变量的地址。这是 C 语言的「传址调用」。很多新手在这里翻车，忘了加 &，程序直接崩溃。

我曾经遇到过一个线上 bug，用户输入了一个字母，程序就卡死了。排查后发现是 scanf 没有处理输入失败的情况。从那以后，我写 scanf 必做两件事：检查返回值、清空输入缓冲区。

安全的写法：

int age;
printf("请输入你的年龄：");
if (scanf("%d", &age) != 1) {
    printf("输入无效，请重新输入！\n");
    // 清空输入缓冲区
    while (getchar() != '\n');
}

getchar 与 putchar：字符级 IO 的「老黄牛」

getchar 和 putchar 是 C 语言最原始的字符输入输出函数。它们一次只处理一个字符，但胜在简单、可控。

char ch;
printf("请输入一个字符：");
ch = getchar();
printf("你输入的是：");
putchar(ch);
putchar('\n');

getchar 的返回值是 int 类型，不是 char。为什么？因为 getchar 可能返回 EOF（通常是 -1）表示文件结束或错误。如果用 char 来接收，EOF 可能被截断，导致无法正确判断。

正确的写法：

int ch;  // 注意是 int，不是 char
while ((ch = getchar()) != EOF) {
    putchar(ch);
}

这个模式在文件复制、流处理中非常常见。我写网络协议解析时，经常用这个模式逐字节读取数据流。

gets 与 puts：危险的「老古董」

puts 还算安全，它自动在末尾加换行符，比 printf 简单。但 gets 就是个定时炸弹。

char buffer[10];
puts("请输入一段文字：");
gets(buffer);  // 危险！没有长度限制
printf("你输入的是：%s\n", buffer);

这段代码有什么问题？如果用户输入了超过 9 个字符（加上结尾的 '\0' 共 10 个），gets 会继续往 buffer 后面写，覆盖掉栈上的其他数据。这就是经典的「缓冲区溢出」漏洞。

安全的替代方案：

char buffer[10];
puts("请输入一段文字：");
if (fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin) != NULL) {
    printf("你输入的是：%s\n", buffer);
}

fgets 会限制读取的长度，不会超出缓冲区大小。而且它会把换行符也读进来，需要你自己处理。

我曾经接手过一个遗留项目，里面到处都是 gets。我花了一周时间把所有 gets 替换成 fgets，并修复了相关的缓冲区问题。那段时间我做梦都在改代码……

总结一下

函数	功能	安全性	推荐用法
printf	格式化输出	安全	注意格式符与参数匹配
scanf	格式化输入	中等	检查返回值，处理输入错误
getchar	读取单个字符	安全	用 int 接收返回值
putchar	输出单个字符	安全	直接使用
gets	读取一行字符串	极不安全	禁止使用，用 fgets 替代
puts	输出一行字符串	安全	自动加换行，比 printf 简洁

说白了，stdio.h 的这些函数，用好了是利器，用不好就是坑。尤其是 gets 和 scanf，一定要小心再小心。我个人的建议是：能用 fgets 就别用 scanf，能用 fgets 就别用 gets。安全第一，功能第二。

好了，这一章就聊到这儿。记住我今天说的这些坑，写代码的时候多留个心眼，能省不少调试时间。