Инструкции printf и scanf. Схема ввода-вывода

Функции printf и scanf обычно используются в виде отдельных инструкций, которые получаются добавлением к обращению к ним символа ";". Однако, как и большинство других функций, они могут использоваться в выражениях и, следовательно, должны возвращать некоторое значение. Функция printf возвращает число выводимых символов (байтов), а функция scanf -число введенных скалярных значений.

Элементы списка данных функции scanf – адреса переменных, значения которых задаются, поэтому необходимо использовать оператор & (нахождение адреса).

Примеры.

l=scanf("%d%f%d", &a, &x, &b);

n=printf("a=%d x=%.5g b=%d\n", a, x, b);

printf("l=%d n=%d\n", l, n);

На экране отобразится:

12 23.278e-3 45(Enter) Вводятся с клавиатуры

a=12 x=0.023278 b=45 Результаты

l=3 n=23 вывода

printf("Рост:"); scanf("%f", &height); printf("Вес:"); scanf("%f", &weight);

На экране отобразится:

Рост:181.5

Вес:75.6

Обмен данных происходит через специальную область памяти, выделяемую операционной системой и называемую буфером, причем буферы ввода и вывода различны. Каждый буфер имеет фиксированный размер, вводимые и выводимые символы сначала накапливаются в соответствующем буфере и только по выполнении некоторого условия и необходимых преобразований отправляются по назначению.

Ввод.

 

Вывод.

При вводе это происходит при получении необходимого числа символов для формирования элемента данных, определяемого параметром спецификации W, либо по приходе специального символа – ограничителя, сигнализирующего об окончании ввода символов для текущего элемента данных. Для функции scanf такими ограничителями являются знаки разрядки. Полученная последовательность символов преобразуется во внутреннее представление элемента данных согласно спецификации управляющей строки и отправляется в область памяти соответствующего по списку данных объекта программы. Появление в последовательности символа, который не может быть преобразован в соответствии со спецификацией, также играет роль ограничителя, т.е. прекращает формирование очередного элемента. Следовательно, функция scanf получает на вход символьную строку, а в качестве результата возвращает внутреннее представление объекта из списка данных.

Последующие инструкции ввода продолжают заполнять буфер. При заполнении буфера его содержимое передается в память, буфер очищается и процесс повторяется. Символ перевод строки принудительно очищает (закрывает) буфер ввода. Поскольку функция scanf отображает вводимые символы на экран, то, пока буфер ввода не закрыт, процесс вывода на экран блокируется. Это может привести к тому, что, хотя инструкция scanf выполнена, следующие за ней инструкции printf не смогут вывести данные на экран, пока не будет введен символ перевод строки. В примере видно, что сначала на экране будет отображен ввод первого объекта из списка данных второй инструкции scanf и только затем появится вывод предыдущей инструкции printf.

Пример.

scanf("%d%f%f%f", &a, &b, &c, &d);

printf("/%d/%e/%f/%e\n", a, b, c, d);

scanf("%d%f", &e, &f);

printf("/%ld/%e/\n", e, f);

На экране имеем:

1 -2.347e-5 -236.485 2e10 4612347(Enter) Это ввод!

/1/-2.347e-05/-236.485000/2.00000e+10/

-94.56e-5(Enter)

/4612347/-9.45600e-04/

При выводе результат появится на экране только при заполнении всего буфера вывода. Последнее содержимое незаполненного буфера вывода отображается при завершении программы. Это иногда приводит к неожиданным последствиям. Если во время работы программы произошла ошибка и в это время буфер был не заполнен, то на экране его содержимое не появится. Это надо иметь в виду при попытке обнаружить место происхождения ошибки в процессе отладки программы.

При выводе происходит обратное преобразование элементов списка данных из внутреннего представления в символьную строку.

Ввод-вывод массивов

Напомним, что одна спецификация передает одно значение, поэтому для организации ввода-вывода массивов в программе следует организовать цикл(ы), в теле которого необходимо поместить функцию printf или scanf.

Ввод

printf("Ввод массива\n");

fo r(i=0; i<10; i++){

for (j=0; j<10; j++){

scanf("%f", &a[ i ][ j ]);

}

}

Вывод

printf("%32cИсходный массив\n", ' ');

for (i=0; i<10; i++){

for (j=0; j<10; j++){

printf("%15.5g", a[ i ][ j ]);

if ((j+1)%5==0)printf("\n"); // Перевод строки после вывода каждого

} // 5-го значения, чтобы не выйти за пределы

} // экрана. Его размер 80 позиций

Вопросы для самопроверки и контроля

Вопросы для самопроверки

1. Что происходит, когда длина выводимого значения больше величины W?

2. При каких условиях при выводе значений с плавающей точкой не ставится десятичная точка?

3. Перечислите символы – ограничители ввода.

4. Чем отличаются правила ввода значений по спецификациям f и e?

5. Что возвращают функции printf и scanf?

Контрольные вопросы

1. Почему при вводе не используется второй параметр спецификации D?

2. При каких условиях производится округление выводимого значения?

3. Как организуется ввод элементов массива?

4. Когда разумно применять спецификацию g?

ПРОЦЕДУРЫ

Распределение памяти

Распределение памяти – это процесс, связывающий некоторую область памяти с какой-либо переменной так, что элемент данных, описанный этой переменной, может быть размещен в этой области.

СХЕМА

Предметная область Программист Память

скаляры,

элементы массивов имена адреса

и структур

Источник информации: определения переменных.

C: инструкции описания типа: int long float double char.

Basic: инструкция dim.

Распределение скаляров

C(C++)	Basic	Объем в байтах
char, bool	Byte, string (1 символ)
short	integer, boolean
int, long, float	long, single
double	double

Для некоторых трансляторов языка C, в том числе для Borland 3.1, длина значения типа int равна 2 байта.

Распределение массивов

Объем памяти, занимаемый массивом, равен:

где S – длина одного элемента данного типа,

m – число измерений (размерность массива),

d_i – число элементов массива в i -м измерении (длина измерения),

h_i – максимальное значение индекса в i -м измерении (верхняя граница),

l_i – минимальное значение индекса в i -м измерении (нижняя граница).

Пример.

dim aMatr(1 to 10, 1 to 10) as double V=(10-1+1)*(10-1+1)*8=800 байтов.

Иногда (особенно при отладке программы) требуется определить номер по порядку следования в памяти элемента многомерного массива по известным индексам (развернуть в одномерный). Он определяется по формуле:

где n_i – значение i -го индекса.

Пример. Описание массива имеет вид: float array[10][6][5];

Адрес элемента массива array[2][3][1] равен: N=6*5*2+5*3+1+1=77

Напомним, что формула и пример относятся к языку C, где минимальный индекс в каждом измерении равен 0.