C++中的輸入函數scanf使用方法詳解

一、scanf的基本用法

scanf函數是C和C++中常用的輸入函數之一，可以從用戶輸入的標準輸入流stdin中讀取格式為指定類型的數據。其基本用法如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a;
    scanf("%d", &a);
    printf("a = %d\n", a);
    return 0;
}

在上面的示例中，我們使用了scanf函數讀取用戶輸入的整數，並通過printf輸出了讀取到的整數a的值。

需要注意的是，在對指針參數傳遞時，必須使用&符號進行取地址操作。

二、scanf的格式化字符串

scanf函數支持的格式化字符串有很多，其中一些常見的格式如下表：

需要注意的是，格式化字符串中的格式化字符必須與實際輸入的數據類型相匹配，否則會產生錯誤。

三、scanf的返回值

scanf函數的返回值是成功讀取的參數數量，如果返回值小於輸入參數的總數量，說明有參數讀取失敗。示例如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a, b;
    int result = scanf("%d %d", &a, &b);
    if(result != 2)
    {
        printf("輸入錯誤\n");
        return 1;
    }
    printf("a + b = %d\n", a + b);
    return 0;
}

在上面的示例中，我們使用了scanf函數讀取兩個整數a和b，並通過result判斷是否讀取成功，如果失敗，則輸出“輸入錯誤”。

四、scanf的輸入緩衝區問題

scanf函數有一個輸入緩衝區，可以將用戶輸入的數據暫時緩存在緩衝區中，直到程序讀取到需要的數據。如果程序需要再次讀取輸入，會從緩衝區中讀取數據，但是需要注意的是，緩衝區中的數據是不會被清空的，如果數據格式不一致，會導致讀取失敗。

例如，在下面的示例中，我們先通過scanf讀取一個整數，然後再次使用scanf讀取一個字符。由於前一個scanf讀取的整數後面有一個換行符在緩衝區中，後一個scanf會讀取這個換行符，而不是我們期望的字符：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a;
    char ch;
    scanf("%d", &a);
    scanf("%c", &ch);
    printf("a = %d, ch = %c\n", a, ch);
    return 0;
}

為了解決這個問題，可以在格式化字符串前面加上空格，這樣會忽略之前輸入的換行符：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a;
    char ch;
    scanf("%d", &a);
    scanf(" %c", &ch);
    printf("a = %d, ch = %c\n", a, ch);
    return 0;
}

需要注意的是，在格式化字符串前面加上空格可以忽略換行符，但是無法忽略其他空白字符。

五、scanf的輸入限制

scanf函數可以通過格式化字符串限制輸入數據的範圍。例如，我們可以限制輸入數據的範圍在1到100之間：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a;
    scanf("%d", &a);
    while(a  100)
    {
        printf("請輸入1到100之間的整數：");
        scanf("%d", &a);
    }
    printf("a = %d\n", a);
    return 0;
}

在上面的示例中，如果輸入的數據不在1到100之間，程序會要求重新輸入，直到輸入正確。

六、scanf的輸入數據類型轉換

在使用scanf函數讀取數據時，有時候會遇到數據類型轉換的問題。如果輸入的數據類型與要求的數據類型不匹配，可以通過類型轉換函數進行轉換。例如，將字符型數據轉換為整型數據可以使用atoi函數：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    char ch = '5';
    int a = atoi(&ch);
    printf("a = %d\n", a);
    return 0;
}

需要注意的是，類型轉換函數可能會產生一些副作用，例如當輸入的字符不能轉換為整數時，atoi函數會返回0。因此，在進行類型轉換時，需要注意邊界情況。

七、scanf的安全問題

scanf函數有一個非常臭名昭著的安全問題，即緩衝區溢出。由於scanf函數無法限制輸入字符的長度，當輸入字符長度超過緩衝區大小時，就會出現緩衝區溢出。這種情況可能導致程序崩潰，或者被黑客利用造成安全漏洞。

例如，在下面的示例中，我們定義了一個長度為20的字符數組，但是通過scanf函數讀取字符串時，沒有對字符串長度進行限制，導致可能出現緩衝區溢出的問題：

#include <stdio.h>

int main()
{
    char str[20];
    scanf("%s", str);
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

為了解決這個問題，可以使用scanf函數的安全版本scanf_s，該函數可以指定輸入字符的最大長度：

#include <stdio.h>

int main()
{
    char str[20];
    scanf_s("%19s", str, sizeof(str));
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

在上面的示例中，我們使用了scanf_s函數讀取字符串，並指定了字符串最大的長度為19，這樣可以有效避免緩衝區溢出的問題。

八、總結

在本文中，我們介紹了C和C++中常用的輸入函數scanf的使用方法，包括基本用法、格式化字符串、返回值、輸入緩衝區問題、輸入限制、輸入數據類型轉換和安全問題等方面。相信通過本文的學習，讀者已經掌握了scanf函數的基本使用方法，並能夠熟練運用scanf函數進行數據輸入。