在這篇文章中，我們來詳細聊一聊 C 語言標準輸入輸出頭文件 stdio.h 及其常見用法。

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1. stdio.h 是什么

stdio.h（Standard Input and Output Header）是 C 標準庫中的一個頭文件，提供了處理標準輸入輸出和一些文件操作的函數聲明。

它包含的主要功能有：

1. 標準輸入輸出（stdin, stdout, stderr）
2. 格式化輸入輸出（printf, scanf, fprintf, fscanf 等）
3. 字符輸入輸出（getchar, putchar, gets, puts 等）
4. 文件讀寫（fopen, fclose, fread, fwrite, fgets, fputs 等）
5. 文件定位（fseek, ftell, rewind 等）
6. 錯誤處理（perror, feof, ferror 等）

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2. 常見數據類型與宏

stdio.h 中不僅有函數聲明，還包含了一些類型定義和宏。

常見類型

• FILE
  • 用于表示一個文件流（File Stream）的結構體類型，內部存儲文件狀態、緩沖區等信息。
• size_t
  • 用于表示對象大小或存儲容量的無符號整數類型。

常見宏

• NULL：空指針常量。
• EOF：文件結束標志（End Of File），通常值為 -1。
• BUFSIZ：緩沖區大小常量。
• stdin / stdout / stderr：分別表示標準輸入流、標準輸出流和標準錯誤流。

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3. 常用輸入輸出函數

3.1 格式化輸出函數

#include <stdio.h>int printf(const char *format, ...);
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
int sprintf(char *str, const char *format, ...);
int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...);

• printf → 向標準輸出打印數據。
• fprintf → 向指定文件流打印數據。
• sprintf → 將格式化后的數據存入字符串（不安全，可能溢出）。
• snprintf → 將格式化數據存入字符串，并限制最大長度（推薦替代 sprintf）。

示例：

#include <stdio.h>
int main() {int age = 25;printf("年齡: %d\n", age);return 0;
}

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3.2 格式化輸入函數

int scanf(const char *format, ...);
int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);
int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

• scanf → 從標準輸入讀取數據。
• fscanf → 從指定文件流讀取數據。
• sscanf → 從字符串中讀取數據。

示例：

#include <stdio.h>
int main() {int num;printf("請輸入一個數字: ");scanf("%d", &num);printf("你輸入的數字是: %d\n", num);return 0;
}

?? 注意：scanf 在讀取字符串時容易發生緩沖區溢出，推薦用 fgets 等更安全的函數。

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3.3 字符輸入輸出

int getchar(void);           // 從 stdin 讀取一個字符
int putchar(int c);          // 輸出一個字符到 stdout
char *gets(char *s);         // 從 stdin 讀取一行（不安全，已被移除 C11）
char *fgets(char *s, int n, FILE *stream); // 更安全的讀取字符串
int puts(const char *s);     // 輸出字符串并換行

示例：

#include <stdio.h>
int main() {char name[20];printf("請輸入你的名字: ");fgets(name, sizeof(name), stdin);printf("你好, %s", name);return 0;
}

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3.4 文件操作函數

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);
int fclose(FILE *stream);
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
char *fgets(char *s, int n, FILE *stream);
int fputs(const char *s, FILE *stream);
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);

示例：

#include <stdio.h>
int main() {FILE *fp = fopen("test.txt", "w");if (fp == NULL) {perror("文件打開失敗");return 1;}fprintf(fp, "Hello, 文件!\n");fclose(fp);return 0;
}

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3.5 文件定位函數

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence); // 定位文件指針
long ftell(FILE *stream);                         // 獲取當前文件指針位置
void rewind(FILE *stream);                        // 重置文件指針到開頭

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3.6 錯誤與結束檢測

void perror(const char *s); // 打印最近的錯誤信息
int feof(FILE *stream);     // 檢測文件是否到達 EOF
int ferror(FILE *stream);   // 檢測文件操作是否發生錯誤

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4. 使用注意事項

1. 安全性
   • 避免使用 gets（已廢棄）
   • 使用 fgets + 手動去除換行符代替
2. 緩沖區問題
   • stdin 默認行緩沖模式，stdout 默認行緩沖（終端時）/全緩沖（文件時）
3. 文件操作后記得關閉
   • fclose(fp);
4. 檢查返回值
   • 輸入輸出函數失敗時會返回特殊值，比如 EOF 或負數。

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5. 小結

• stdio.h 是 C 語言 IO 功能的核心頭文件。
• 核心用途：格式化輸入輸出、字符輸入輸出、文件操作等。
• 常用函數：printf、scanf、fgets、fopen、fclose、fread、fwrite。
• 需要注意安全性和返回值的檢查。