typedef

C 語言提供了 typedef 關(guān)鍵字，您可以使用它來為類型取一個新的名字。下面的實例為單字節(jié)數(shù)字定義了一個術(shù)語 BYTE：

typedef unsigned char BYTE;

在這個類型定義之后，標識符 BYTE 可作為類型 unsigned char 的縮寫，例如：

BYTE  b1, b2;

按照慣例，定義時會大寫字母，以便提醒用戶類型名稱是一個象征性的縮寫，但您也可以使用小寫字母，如下：

typedef unsigned char byte;

您也可以使用 typedef 來為用戶自定義的數(shù)據(jù)類型取一個新的名字。例如，您可以對結(jié)構(gòu)體使用 typedef 來定義一個新的數(shù)據(jù)類型名字，然后使用這個新的數(shù)據(jù)類型來直接定義結(jié)構(gòu)變量，如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct Books
{
  char  title[50];
  char  author[50];
  char  subject[100];
  int   book_id;
} Book;

int main( )
{
  Book book;

  strcpy( book.title, "C 教程");
  strcpy( book.author, "Runoob"); 
  strcpy( book.subject, "編程語言");
  book.book_id = 12345;

  printf( "書標題 : %s\n", book.title);
  printf( "書作者 : %s\n", book.author);
  printf( "書類目 : %s\n", book.subject);
  printf( "書 ID : %d\n", book.book_id);

  return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

書標題 : C 教程
書作者 : Runoob
書類目 : 編程語言
書 ID : 12345

typedef vs #define

#define 是 C 指令，用于為各種數(shù)據(jù)類型定義別名，與 typedef 類似，但是它們有以下幾點不同：

• typedef 僅限于為類型定義符號名稱，#define 不僅可以為類型定義別名，也能為數(shù)值定義別名，比如您可以定義 1 為 ONE。
• typedef 是由編譯器執(zhí)行解釋的，#define 語句是由預(yù)編譯器進行處理的。

下面是 #define 的最簡單的用法：

#include <stdio.h>
 
#define TRUE  1
#define FALSE 0
 
int main( )
{
   printf( "TRUE 的值: %d\n", TRUE);
   printf( "FALSE 的值: %d\n", FALSE);
 
   return 0;
}

typedef 與 #define 的區(qū)別

（1）#define可以使用其他類型說明符對宏類型名進行擴展，但對 typedef 所定義的類型名卻不能這樣做。例如：

#define INTERGE int
unsigned INTERGE n;  //沒問題
typedef int INTERGE;
unsigned INTERGE n;  //錯誤，不能在 INTERGE 前面添加 unsigned ,此處未懂，稍后進行詳解

（2） 在連續(xù)定義幾個變量的時候，typedef 能夠保證定義的所有變量均為同一類型，而 #define 則無法保證。例如：

#define PTR_INT int *
PTR_INT p1, p2;        //p1、p2 類型不相同，宏展開后變?yōu)閕nt *p1, p2;
typedef int * PTR_INT
PTR_INT p1, p2;        //p1、p2 類型相同，它們都是指向 int 類型的指針。

typedef 與 #define 比較

typdef 的一些特性與 define 的功能重合。例如：

#define BYTE unsigned char

這是預(yù)處理器用 BYTE 替換 unsigned char。

但也有 #define 沒有的功能，例如：

typedef char * STRING;

編譯器把 STRING 解釋為一個類型的表示符，該類型指向 char。因此：

STRING name, sign;

相當(dāng)于：

char * name , * sign;  

但是，如果這樣假設(shè)：

#define STRING char *

然后，下面的聲明：

STRING name, sign;

將被翻譯成：

char * name, sign;

這導(dǎo)致 name 才是指針。

簡而言之，#define 只是字面上的替換，由預(yù)處理器執(zhí)行，#define A B 相當(dāng)于打開編輯器的替換功能，把所有的 B 替換成 A。

與 #define 不同，typedef 具有以下三個特點：

• 1.typedef 給出的符號名稱僅限于對類型，而不是對值。

• 2.typedef 的解釋由編譯器，而不是預(yù)處理器執(zhí)行。并不是簡單的文本替換。

• 3.雖然范圍有限，但是在其受限范圍內(nèi) typedef 比 #define 靈活。

用 typedef 為數(shù)組去別名：

typedef int A[6];

表示用 A 代替 int [6]。

即：A a; 等于 int a[6];

typedef 還有一個作用，就是為復(fù)雜的聲明定義一個新的簡單的別名。用在回調(diào)函數(shù)中特別好用：

1. 原聲明：int (a[5])(int, char*);

在這里，變量名為 a，直接用一個新別名 pFun 替換 a 就可以了：

typedef int *(*pFun)(int, char*);

于是，原聲明的最簡化版：

pFun a[5];

2. 原聲明：void (b[10]) (void ()());

這里，變量名為 b，先替換右邊部分括號里的，pFunParam 為別名一：

typedef void (*pFunParam)();

再替換左邊的變量 b，pFunx 為別名二：

typedef void (*pFunx)(pFunParam);

于是，原聲明的最簡化版：

pFunx b[10];

其實，可以這樣理解:

typedef int *(*pFun)(int, char*); 

由 typedef 定義的函數(shù) pFun，為一個新的類型，所以這個新的類型可以像 int 一樣定義變量，于是，pFun a[5]; 就定義了 int (a[5])(int, char*);

所以我們可以用來定義回調(diào)函數(shù)，特別好用。

另外，也要注意，typedef 在語法上是一個存儲類的關(guān)鍵字（如 auto、extern、mutable、static、register 等一樣），雖然它并不真正影響對象的存儲特性，如：

typedef static int INT2; // 不可行

編譯將失敗，會提示“指定了一個以上的存儲類”。

輸入 & 輸出

當(dāng)我們提到輸入時，這意味著要向程序填充一些數(shù)據(jù)。輸入可以是以文件的形式或從命令行中進行。C 語言提供了一系列內(nèi)置的函數(shù)來讀取給定的輸入，并根據(jù)需要填充到程序中。

當(dāng)我們提到輸出時，這意味著要在屏幕上、打印機上或任意文件中顯示一些數(shù)據(jù)。C 語言提供了一系列內(nèi)置的函數(shù)來輸出數(shù)據(jù)到計算機屏幕上和保存數(shù)據(jù)到文本文件或二進制文件中。

標準文件

C 語言把所有的設(shè)備都當(dāng)作文件。所以設(shè)備（比如顯示器）被處理的方式與文件相同。以下三個文件會在程序執(zhí)行時自動打開，以便訪問鍵盤和屏幕。

文件指針是訪問文件的方式，本節(jié)將講解如何從屏幕讀取值以及如何把結(jié)果輸出到屏幕上。

C 語言中的 I/O (輸入/輸出) 通常使用 printf() 和 scanf() 兩個函數(shù)。

scanf() 函數(shù)用于從標準輸入（鍵盤）讀取并格式化， printf() 函數(shù)發(fā)送格式化輸出到標準輸出（屏幕）。

實例解析：

• 所有的 C 語言程序都需要包含 main() 函數(shù)。 代碼從 main() 函數(shù)開始執(zhí)行。

• printf() 用于格式化輸出到屏幕。printf() 函數(shù)在 "stdio.h" 頭文件中聲明。

• stdio.h 是一個頭文件 (標準輸入輸出頭文件) and #include 是一個預(yù)處理命令，用來引入頭文件。 當(dāng)編譯器遇到 printf() 函數(shù)時，如果沒有找到 stdio.h 頭文件，會發(fā)生編譯錯誤。

• return 0; 語句用于表示退出程序。

  %f 格式化輸出浮點型數(shù)據(jù)

void print_float(){
    float f;
    printf("Enter a float number: ");
    // %f 匹配浮點型數(shù)據(jù)
    scanf("%f",&f);
    printf("Value = %f", f);
}

getchar() & putchar() 函數(shù)

int getchar(void) 函數(shù)從屏幕讀取下一個可用的字符，并把它返回為一個整數(shù)。這個函數(shù)在同一個時間內(nèi)只會讀取一個單一的字符。您可以在循環(huán)內(nèi)使用這個方法，以便從屏幕上讀取多個字符。

int putchar(int c) 函數(shù)把字符輸出到屏幕上，并返回相同的字符。這個函數(shù)在同一個時間內(nèi)只會輸出一個單一的字符。您可以在循環(huán)內(nèi)使用這個方法，以便在屏幕上輸出多個字符。

請看下面的實例：

#include <stdio.h>
 
int main( )
{
   int c;
 
   printf( "Enter a value :");
   c = getchar( );
 
   printf( "\nYou entered: ");
   putchar( c );
   printf( "\n");
   return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會等待您輸入一些文本，當(dāng)您輸入一個文本并按下回車鍵時，程序會繼續(xù)并只會讀取一個單一的字符，顯示如下：

$./a.out
Enter a value :runoob

You entered: r

gets() & puts() 函數(shù)

*char *gets(char s) 函數(shù)從 stdin 讀取一行到 s 所指向的緩沖區(qū)，直到一個終止符或 EOF。

int puts(const char *s) 函數(shù)把字符串 s 和一個尾隨的換行符寫入到 stdout。

void print_all_you_put(){
    char str[100];

    printf( "Enter a value :");
    gets( str );

    printf( "\nYou entered: ");
    puts( str );
}

Enter a value :what is your name ,my name is hanmeimei
what is your name ,my name is hanmeimei

You entered: what is your name ,my name is hanmeimei

scanf() 和 printf() 函數(shù)

int scanf(const char *format, ...) 函數(shù)從標準輸入流 stdin 讀取輸入，并根據(jù)提供的 format 來瀏覽輸入。

int printf(const char *format, ...) 函數(shù)把輸出寫入到標準輸出流 stdout ，并根據(jù)提供的格式產(chǎn)生輸出。

format 可以是一個簡單的常量字符串，但是您可以分別指定 %s、%d、%c、%f 等來輸出或讀取字符串、整數(shù)、字符或浮點數(shù)。還有許多其他可用的格式選項，可以根據(jù)需要使用。如需了解完整的細節(jié)，可以查看這些函數(shù)的參考手冊?，F(xiàn)在讓我們通過下面這個簡單的實例來加深理解：

#include <stdio.h>
int main( ) {
 
   char str[100];
   int i;
 
   printf( "Enter a value :");
   scanf("%s %d", str, &i);
 
   printf( "\nYou entered: %s %d ", str, i);
   printf("\n");
   return 0;
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會等待您輸入一些文本，當(dāng)您輸入一個文本并按下回車鍵時，程序會繼續(xù)并讀取輸入。

在這里，應(yīng)當(dāng)指出的是，scanf() 期待輸入的格式與您給出的 %s 和 %d 相同，這意味著您必須提供有效的輸入，比如 "string integer"，如果您提供的是 "string string" 或 "integer integer"，它會被認為是錯誤的輸入。另外，在讀取字符串時，只要遇到一個空格，scanf() 就會停止讀取，所以 "this is test" 對 scanf() 來說是三個字符串。

在輸入時注意格式對應(yīng)：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a;
    float x;
    char c1;
    scanf("a=%d",&a);
    scanf("x=%f",&x);
    scanf("c1=%c",&c1);
    printf("a=%d,x=%f,c1=%c",a,x,c1);
    return 0;
}

若在輸入時用錯空格鍵或者換行符，則會出現(xiàn)錯誤:

a=1 x=1.2 c1=3

上述輸入只能輸出 a=1 因為空格鍵取代了 x 的位置 輸入完 x=1.2 后空格鍵有取代了應(yīng)該輸入 c1 的位置。

正確的輸入應(yīng)為:

a=1x=1.2c1=3

學(xué) C 語言的時候，字符輸入曾經(jīng)困擾過我，例如這段代碼：

int i;
char c;
scanf("%d%c", &i,&c);

這時候變量 c 中存儲的往往不是你想輸入的字符，而是一個空格，然后我們又會這樣來寫：

int i;
char c;
scanf("%d", &i);
scanf("%c", &c);

這時候，我們發(fā)現(xiàn)，根本沒有輸入字符C的機會，這是為什么？因為輸入流是有緩沖區(qū)的，我們輸入的字符存儲在那，然后再賦值給我們的變量。我們可以這樣改：

int i;
char c;
scanf("%d", &i);
while((c=getchar())==' ' || c=='\n');
c = getchar();

這個辦法是一直讀取，讀到?jīng)]有空格和換行就跳出循環(huán)，但是有一個更好的解決辦法；

int i;
char c;
scanf("%d%[^' '^'\n']", &i, &c);

這是用正則表達來控制輸入格式為非空格非換行。

文件讀寫

上一章我們講解了 C 語言處理的標準輸入和輸出設(shè)備。本章我們將介紹 C 程序員如何創(chuàng)建、打開、關(guān)閉文本文件或二進制文件。

一個文件，無論它是文本文件還是二進制文件，都是代表了一系列的字節(jié)。C 語言不僅提供了訪問頂層的函數(shù)，也提供了底層（OS）調(diào)用來處理存儲設(shè)備上的文件。本章將講解文件管理的重要調(diào)用。

打開文件

您可以使用 fopen( ) 函數(shù)來創(chuàng)建一個新的文件或者打開一個已有的文件，這個調(diào)用會初始化類型 FILE 的一個對象，類型 FILE 包含了所有用來控制流的必要的信息。下面是這個函數(shù)調(diào)用的原型：

FILE *fopen( const char * filename, const char * mode );

在這里，filename 是字符串，用來命名文件，訪問模式 mode 的值可以是下列值中的一個：

如果處理的是二進制文件，則需使用下面的訪問模式來取代上面的訪問模式：

"rb", "wb", "ab", "rb+", "r+b", "wb+", "w+b", "ab+", "a+b"

關(guān)閉文件

為了關(guān)閉文件，請使用 fclose( ) 函數(shù)。函數(shù)的原型如下：

 int fclose( FILE *fp );

如果成功關(guān)閉文件，fclose( ) 函數(shù)返回零，如果關(guān)閉文件時發(fā)生錯誤，函數(shù)返回 EOF。這個函數(shù)實際上，會清空緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，關(guān)閉文件，并釋放用于該文件的所有內(nèi)存。EOF 是一個定義在頭文件 stdio.h 中的常量。

C 標準庫提供了各種函數(shù)來按字符或者以固定長度字符串的形式讀寫文件。

寫入文件

下面是把字符寫入到流中的最簡單的函數(shù)：

int fputc( int c, FILE *fp );

函數(shù) fputc() 把參數(shù) c 的字符值寫入到 fp 所指向的輸出流中。如果寫入成功，它會返回寫入的字符，如果發(fā)生錯誤，則會返回 EOF。您可以使用下面的函數(shù)來把一個以 null 結(jié)尾的字符串寫入到流中：

int fputs( const char *s, FILE *fp );

函數(shù) fputs() 把字符串 s 寫入到 fp 所指向的輸出流中。如果寫入成功，它會返回一個非負值，如果發(fā)生錯誤，則會返回 EOF。您也可以使用 *int fprintf(FILE *fp,const char format, ...) 函數(shù)來寫把一個字符串寫入到文件中。嘗試下面的實例：

void file_input() {
    FILE *file = NULL;
    file = fopen("C:\\Users\\Lenovo\\Desktop\\forctest.txt", "a+");//我存放測試文件的路徑
    fputs("This is testing for fputs...\n", file);
    fclose(file);

}

讀取文件

下面是從文件讀取單個字符的最簡單的函數(shù)：

int fgetc( FILE * fp );

fgetc() 函數(shù)從 fp 所指向的輸入文件中讀取一個字符。返回值是讀取的字符，如果發(fā)生錯誤則返回 EOF。下面的函數(shù)允許您從流中讀取一個字符串：

char *fgets( char *buf, int n, FILE *fp );

函數(shù) fgets() 從 fp 所指向的輸入流中讀取 n - 1 個字符。它會把讀取的字符串復(fù)制到緩沖區(qū) buf，并在最后追加一個 null 字符來終止字符串。

如果這個函數(shù)在讀取最后一個字符之前就遇到一個換行符 '\n' 或文件的末尾 EOF，則只會返回讀取到的字符，包括換行符。您也可以使用 *int fscanf(FILE *fp, const char format, ...) 函數(shù)來從文件中讀取字符串，但是在遇到第一個空格字符時，它會停止讀取。

void file_input() {
    FILE *file = NULL;
    char buff[255];
    file = fopen("C:\\Users\\Lenovo\\Desktop\\forctest.txt", "a+");
    fprintf(file, "This is testing for fprintf...\n");

    fputs("This is testing for fputs...\n", file);

    fclose(file);
}

void file_output() {
    FILE *file = NULL;
    char buff[255];
    file = fopen("C:\\Users\\Lenovo\\Desktop\\forctest.txt", "r");
    fscanf(file, "%s", buff);
    printf("1: %s\n", buff);

    fgets(buff, 255, (FILE *) file);
    printf("2: %s\n", buff);

    fgets(buff, 255, (FILE *) file);
    printf("3: %s\n", buff);

    fclose(file);
}

1: This
2: is testing for fprintf...

3: This is testing for fputs...

首先，fscanf() 方法只讀取了 This，因為它在后邊遇到了一個空格。其次，調(diào)用 fgets() 讀取剩余的部分，直到行尾。最后，調(diào)用 fgets() 完整地讀取第二行。

二進制 I/O 函數(shù)

下面兩個函數(shù)用于二進制輸入和輸出：

size_t fread(void *ptr, size_t size_of_elements, 
             size_t number_of_elements, FILE *a_file);
              
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size_of_elements, 
             size_t number_of_elements, FILE *a_file);

這兩個函數(shù)都是用于存儲塊的讀寫 - 通常是數(shù)組或結(jié)構(gòu)體。

fseek 可以移動文件指針到指定位置讀,或插入寫:

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

fseek 設(shè)置當(dāng)前讀寫點到 offset 處, whence 可以是 SEEK_SET,SEEK_CUR,SEEK_END 這些值決定是從文件頭、當(dāng)前點和文件尾計算偏移量 offset。

你可以*定義一個文件指針 FILE fp,當(dāng)你打開一個文件時，文件指針指向開頭，你要指到多少個字節(jié)，只要控制偏移量就好，例如, 相對當(dāng)前位置往后移動一個字節(jié)：fseek(fp,1,SEEK_CUR); 中間的值就是偏移量。 如果你要往前移動一個字節(jié)，直接改為負值就可以：fseek(fp,-1,SEEK_CUR)。

執(zhí)行以下實例前，確保當(dāng)前目錄下 test.txt 文件已創(chuàng)建：

void file_input() {
    FILE *file = NULL;
    char buff[255];
    file = fopen("C:\\Users\\Lenovo\\Desktop\\forctest.txt", "a+");
    fprintf(file, "This is testing for fprintf...\n");
    fseek(file, 10, SEEK_SET);
    if (fputc(65,file) == EOF) {
        printf("fputc fail");
    }
    fputs("This is testing for fputs...\n", file);

    fclose(file);
}

注意： 只有用 r+ 模式打開文件才能插入內(nèi)容，w 或 w+ 模式都會清空掉原來文件的內(nèi)容再來寫，a 或 a+ 模式即總會在文件最尾添加內(nèi)容，哪怕用 fseek() 移動了文件指針位置。

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