C语言程序设计：输入输出基础

# 1. C语言程序设计简介

C语言作为一种通用的高级语言，具有广泛的适用性和灵活性，是软件开发中常用的编程语言之一。本章将简要介绍C语言的起源和历史、C语言的特点和优势以及C语言在软件开发中的应用。

## C语言的起源和历史
C语言是由美国计算机科学家丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）在20世纪70年代初期开发的一种通用高级语言。起初，C语言是为了开发UNIX操作系统而诞生的，随后逐渐发展成为一种被广泛应用于系统软件、应用软件和嵌入式软件开发的编程语言。

## C语言的特点和优势
C语言具有高效、灵活、可移植性强等特点，使得它在系统编程和嵌入式开发中得到广泛应用。与汇编语言相比，C语言的抽象程度更高，使得程序的编写和维护更加方便。此外，C语言还具有丰富的标准库和强大的运算能力，为开发者提供了丰富的工具和资源。

## C语言在软件开发中的应用
C语言广泛应用于操作系统、数据库、网络编程、嵌入式系统、游戏开发等领域。例如，Linux操作系统的内核、MySQL数据库管理系统、Adobe Photoshop等软件均是使用C语言进行开发的。C语言在系统编程和性能要求较高的应用领域具有明显的优势。

在接下来的章节中，我们将进一步探讨C语言的基础知识、文件操作、字符串处理以及实际应用案例，帮助读者更好地理解和应用C语言。

# 2. C语言基础知识回顾

### C语言的数据类型和变量

C语言中的数据类型包括基本数据类型（int、float、char等）和构造数据类型（数组、结构体、指针等）。变量是程序中用于存储数据的标识符，需要在使用前声明数据类型。

#### 示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num1 = 10;
    float num2 = 3.14;
    char ch = 'A';

    printf("Integer: %d\n", num1);
    printf("Float: %f\n", num2);
    printf("Character: %c\n", ch);

    return 0;
}

#### 代码说明和结果：

- 在上面的示例中，我们声明了一个整型变量 `num1`，一个浮点型变量 `num2`，一个字符型变量 `ch`。
- 通过 `printf` 函数输出了相应的变量值。
- 运行结果为：

  Integer: 10
  Float: 3.140000
  Character: A

### C语言的控制结构

C语言中的控制结构包括顺序结构、选择结构（if-else语句、switch语句）、循环结构（for循环、while循环、do-while循环）等。

#### 示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;

    if (num > 0) {
        printf("Number is positive\n");
    } else {
        printf("Number is non-positive\n");
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("Index: %d\n", i);
    }

    int j = 0;
    while (j < 3) {
        printf("While loop: %d\n", j);
        j++;
    }

    do {
        printf("Do-while loop: %d\n", j);
        j++;
    } while (j < 6);

    return 0;
}

#### 代码说明和结果：

- 在上述示例中，我们演示了if-else语句、for循环、while循环、do-while循环的使用。
- 运行结果为：

  Number is positive
  Index: 0
  Index: 1
  Index: 2
  Index: 3
  Index: 4
  While loop: 0
  While loop: 1
  While loop: 2
  Do-while loop: 3
  Do-while loop: 4
  Do-while loop: 5

### C语言中的函数和库函数

C语言中函数的定义包括函数返回类型、函数名、参数列表和函数体。C语言提供了丰富的库函数供开发者使用，如数学函数、字符串处理函数等。

#### 示例代码：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int multiply(int num1, int num2) {
    return num1 * num2;
}

int main() {
    int result = multiply(5, 3);
    printf("Multiplication result: %d\n", result);

    printf("Square root of 16: %f\n", sqrt(16));

    return 0;
}

#### 代码说明和结果：

- 在上述示例中，我们定义了一个名为 `multiply` 的函数，用于计算两个整数的乘积。
- 使用了数学库函数 `sqrt` 计算了16的平方根。
- 运行结果为：

  Multiplication result: 15
  Square root of 16: 4.000000

通过以上示例，我们对C语言的基础知识进行了简要回顾，包括数据类型和变量、控制结构以及函数和库函数的使用。这些是C语言程序设计的基础，对于初学者来说十分重要。

# 3. C语言的输入输出函数

在本章中，我们将详细介绍C语言中的输入输出函数，包括常用的printf()和scanf()函数，以及文件输入输出函数。这些函数是C语言程序中非常重要的基础操作，对于数据的输入输出至关重要。

#### 1. printf() 函数的使用和格式化输出

printf()函数是C语言中用于输出内容的函数，通过格式化输出可以控制输出的格式。下面是一个简单的printf()函数的使用例子：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    float fnum = 3.14;
    char ch = 'A';
    printf("整数：%d, 浮点数：%f, 字符：%c\n", num, fnum, ch);
    return 0;
}

**代码说明：**
- 我们首先包含了<stdio.h>头文件，以便使用printf()函数。
- 然后定义了一个整数变量num，一个浮点数变量fnum，一个字符变量ch，并使用printf()函数进行输出。
- 在printf()函数中，"%d"表示整数的格式化输出，"%f"表示浮点数的格式化输出，"%c"表示字符的格式化输出。

**代码总结：**
- printf()函数是C语言中常用的输出函数，可以根据需要进行格式化输出。

**结果说明：**
- 运行以上代码，将会输出：整数：10, 浮点数：3.140000, 字符：A

#### 2. scanf() 函数的使用和格式化输入

scanf()函数是C语言中用于输入内容的函数，通过格式化输入可以控制输入的格式。下面是一个简单的scanf()函数的使用例子：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num;
    printf("请输入一个整数：");
    scanf("%d", &num);
    printf("您输入的整数是：%d\n", num);
    return 0;
}

**代码说明：**
- 我们使用printf()函数提示用户输入整数，并使用scanf()函数接收输入的整数。
- 在scanf()函数中，"%d"表示整数的格式化输入，"&num"表示将输入的整数赋值给num变量。

**代码总结：*