printf与格式化输出 | Printf and Formatted Output
一、回顾与引入
在前面的章节中，我们学习了：
printf("Hello, World!");- 输出固定文字- 变量的声明、赋值和使用
但是，我们声明的变量如果不能显示出来，那就像是把宝贝藏在了看不见的盒子里。今天我们就来学习如何让程序告诉我们变量里装了什么。
想象一下，如果我们有一个存储年龄的变量int age = 18;，我们希望程序能把age存储的值“带入”到输出里，例如：
我的年龄是: 18而不是每次都要手动写成：
printf("我的年龄是: 18");
// 这样写，prinf在输出“固定”的文字
// 一旦想要修改输出的内容，每次都要修改代码。二、什么是格式化输出？
格式化输出就是按照我们指定的格式，将变量的值带入到文字中进行显示。
仍然以上面的例子为例，如果我们有一个存储年龄的变量int age = 18;，我们希望程序像填空题一样，把age的值带入到如下的输出里：
我的年龄是: ____ // 像填空题一样带入到这里那么，我们需要告诉printf()语句的有三件事：
- 除了变量要填的空，文字部分是什么
- 空白处要填入哪个变量
- 这个变量是什么类型的数据、以什么样的格式填入（保留几位小数、是否左右对齐等等）
三、格式化输出的基本语法
我们下面通过一个简单例子来看看，printf()语句在格式化输出中的用法。
简单示例：
//Printf_Basic.c
#include <stdio.h>
int main() {
int age = 18;
printf("我的年龄是: %d岁。", age);
return 0;
}输出结果：
我的年龄是: 18岁。回顾一下我们之前介绍printf()输出一段固定文本的写法，比较一下这个例子中printf()与之前有什么不同：
printf("我的年龄是：18岁。"); // 输出固定文本
printf("我的年龄是：%d岁。", age); // 输出文本和变量是的，从输出固定文本到“带入”变量，在这个例子里，我们只需要在双引号的文本中，将想要放入变量的位置用%d替代，在双引号外用引文逗号分隔开，并附带上需要带入的变量名即可。
在printf()的这种用法里，英文逗号前面用双引号括起来的部分，是格式控制字符串(Format String)，它规定了printf()输出内容的格式，即“以什么样的格式显示”，在这个例子里，也就是我的年龄是: ____岁。；英文逗号后面紧随的部分，是需要带入的变量列表，在这个例子里，也就是一个整型变量age。
问题随之而来：%d是什么？
四、格式说明符 - 变量的"身份证"
%d是C语言中格式说明符的一种
还记得我们说在格式化输出中，要告诉printf()的三件事么？其中第三件事是：
- 这个变量是什么类型的数据、以什么样的格式填入（保留几位小数、是否左右对齐等等）
在C语言中，我们就是使用 格式说明符(Format Specifier) 来告诉printf()要输出什么类型的变量。
基本格式说明符表
| 数据类型 | 格式说明符 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|---|
int |
%d |
十进制整数 | printf("%d", 42); 输出: 42 |
char |
%c |
单个字符 | printf("%c", 'A'); 输出: A |
float |
%f |
浮点数 | printf("%f", 3.14); 输出: 3.140000 |
double |
%lf |
双精度浮点数 | printf("%lf", 3.14159); 输出: 3.141590 |
记忆小技巧：
%d- decimal（十进制）%c- character（字符）%f- float（浮点数）%lf- long float（长浮点数，即double）
五、一行输出多个变量
我们可以在一个printf()语句中输出多个变量：
printf("格式说明符1 格式说明符2 格式说明符3", 变量1, 变量2, 变量3);示例：
//Printf_Multiple.c
#include <stdio.h>
int main() {
int age = 20;
char grade = 'B';
float height = 168.5;
printf("学生信息: 年龄%d岁, 成绩%c, 身高%.1f厘米", age, grade, height);
return 0;
}输出结果：
学生信息: 年龄20岁, 成绩B, 身高168.5厘米重要提醒： 格式说明符的数量和顺序必须与后面变量的数量和顺序完全对应！
六、控制输出格式
1. 控制小数位数
使用%.n f可以控制浮点数显示的小数位数：
//Printf_Precision.c
#include <stdio.h>
int main() {
float pi = 3.14159;
printf("默认格式: %f", pi); // 输出: 3.141590
printf("保留2位小数: %.2f", pi); // 输出: 3.14
printf("保留4位小数: %.4f", pi); // 输出: 3.1416
printf("不保留小数: %.0f", pi); // 输出: 3
return 0;
}2. 控制输出宽度
使用%nd可以控制整数的输出宽度：
//Printf_Width.c
#include <stdio.h>
int main() {
int num1 = 42;
int num2 = 1234;
printf("默认宽度: %d", num1); // 输出: 42
printf("宽度为5: %5d", num1); // 输出: 42 (前面有3个空格)
printf("宽度为5: %5d", num2); // 输出: 1234 (刚好4位)
return 0;
}七、特殊字符与转义字符
在格式化输出中，有的时候我们需要输出一些特殊字符或转义字符。
那么在什么时候呢？举个例子，例如我们想要在printf中输出一个英文双引号：
printf("这是一个英文双引号："。");这样的语句是错误的。为什么？因为本来在printf("...")的用法中，两个英文双引号想要把输出的英文双引号括起来，但上面的语句中，第一个和第二个双引号率先配对，留下了最后落单的双引号，自然也就不符合语法。
printf("这是一个英文双引号："。");
// ↑-----------------↑ ^为了解决这个问题，我们在输入英文双引号的时候，用\"来代替"，向编译器标明这个双引号是我们要输出的内容。这样带有\开头或%开头的一些字符成为特殊字符或转义字符。
有一些特殊字符有特殊含义：
| 转义字符 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
\n |
换行 | printf("第一行\n第二行"); |
\t |
制表符(Tab) | printf("姓名\t年龄"); |
\\ |
反斜杠本身 | printf("路径: C:\\Users"); |
\" |
双引号本身 | printf("他说:\"你好\""); |
%% |
百分号本身 | printf("完成度: 85%%"); |
示例：
//Printf_Escape.c
#include <stdio.h>
int main() {
printf("=== 学生成绩单 ===\n");
printf("姓名\t年龄\t成绩\n");
printf("张三\t18\tA\n");
printf("李四\t19\tB+\n");
printf("\n完成度: 100%%\n");
printf("老师说:\"大家都很棒!\"\n");
return 0;
}输出结果：
=== 学生成绩单 ===
姓名 年龄 成绩
张三 18 A
李四 19 B+
完成度: 100%
老师说:"大家都很棒!"八、常见错误与注意事项
1. 格式说明符与变量类型不匹配
int age = 18;
printf("%f", age); // ❌ 错误：用%f输出int类型
printf("%d", age); // ✅ 正确：用%d输出int类型2. 格式说明符数量与变量数量不匹配
int a = 10, b = 20;
printf("%d %d %d", a, b); // ❌ 错误：3个%d但只有2个变量
printf("%d %d", a, b, 30); // ❌ 错误：2个%d但有3个变量
printf("%d %d", a, b); // ✅ 正确：2个%d对应2个变量3. 忘记包含stdio.h头文件
// ❌ 错误：没有包含头文件
int main() {
printf("Hello"); // 编译器不认识printf
return 0;
}
// ✅ 正确：包含头文件
#include <stdio.h>
int main() {
printf("Hello");
return 0;
}4. 变量未初始化
int age; // 声明但未赋值
printf("年龄: %d\n", age); // ❌ 错误：输出未知值
int age = 18; // ✅ 正确：先赋值再使用
printf("年龄: %d\n", age);九、综合示例：个人信息显示程序
让我们用一个完整的程序来练习所学内容，你能看懂每一条语句在执行什么样的功能么？：
//Personal_Info.c
#include <stdio.h>
int main() {
// 声明并初始化变量
char name_initial = 'Z';
int age = 20;
float height = 175.8;
float weight = 65.5;
char blood_type = 'O';
// 输出个人信息
printf("===================\n");
printf(" 个人信息卡片 \n");
printf("===================\n");
printf("姓名首字母: %c\n", name_initial);
printf("年龄: %d岁\n", age);
printf("身高: %.1f厘米\n", height);
printf("体重: %.1f公斤\n", weight);
printf("血型: %c型\n", blood_type);
printf("===================\n");
// 计算并显示BMI (BMI = 体重(kg) / 身高(m)²)
float height_in_meters = height / 100.0; // 转换为米
float bmi = weight / (height_in_meters * height_in_meters);
printf("BMI指数: %.2f\n", bmi);
return 0;
}输出结果：
===================
个人信息卡片
===================
姓名首字母: Z
年龄: 20岁
身高: 175.8厘米
体重: 65.5公斤
血型: O型
===================
BMI指数: 21.24十、动手练习
请编写一个程序，完成以下任务：
- 声明变量存储一个矩形的长和宽（使用float类型）
- 给这些变量赋值
- 计算矩形的周长和面积
- 用格式化输出显示所有信息，要求：
- 长度和宽度保留1位小数
- 周长和面积保留2位小数
- 输出格式美观
// 参考答案
#include <stdio.h>
int main() {
// 1. 声明变量
float length; // 长度
float width; // 宽度
// 2. 给变量赋值
length = 100.0;
width = 50.0;
// 3. 计算周长和面积
float perimeter = 2 * (length + width); // 周长 = 2 × (长 + 宽)
float area = length * width; // 面积 = 长 × 宽
// 4. 格式化输出
printf("=== 矩形信息 ===\n");
// 在这里添加你的printf语句
printf("矩形的长度是：%.1f，宽度是：%.1f\n", length, width);
printf("矩形的周长是：%.2f，面积是：%.2f\n", perimeter, area);
return 0;
}下一章预告： 在掌握了变量的输出后，我们将学习如何让程序接收用户输入，使用scanf()函数让程序变得更加互动！
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