C语言基础：数据类型、输入输出与垃圾字符回收详解

变量

程序运行过程中会发生变化

格式：

存储类型 数据类型 变量名

auto

存储类型：决定变量存放的位置（auto 表示默认存储在栈区，由系统自动管理）

数据类型：决定开辟的空间大小

变量名：遵循标识符命名规则

使用sizeof运算符可以查看任意类型在当前平台下占用的字节数：

printf("%ld\n", sizeof(char));

以上代码输出char类型在当前平台下的字节大小（通常为 1）。

局部变量和全局变量的区别：

简单记忆：局部变量在函数内部定义，函数结束即销毁；全局变量在函数外部定义，整个程序运行期间一直存在。

虚拟内存空间

32位系统：4G 虚拟地址空间；64位系统：264 虚拟地址空间

栈区：系统自动开辟、回收（存放局部变量、函数参数）

堆区：程序员手动开辟、回收（通过 malloc/free 管理）

全局区 / 静态区：存放全局变量和静态变量，进一步分为：

.bss 段：未初始化或初始化为 0 的全局/静态变量

.data 段：已初始化且初值非 0 的全局/静态变量

常量区：存放字符串常量等只读数据

常量

程序运行过程中不会发生变化

整型常量

支持四种进制表示：二进制（0b 前缀）、八进制（0 前缀）、十进制（默认）、十六进制（0x 前缀）

浮点型常量

float 和 double 类型，如 3.14（默认 double 类型），3.14f 表示 float 类型

字符常量

由单引号包裹单个元素

char a = 'a';

a 是变量

'a' 是字符常量

\ 转义字符：如 \n（换行）、\t（制表）、\\（反斜杠本身）

字符串常量

由双引号包裹，以 '\0' 为结束标志

"hello" ----> 实际存储为 "hello\0"，占 6 个字节

标识常量（宏定义）

宏定义：在预处理阶段进行文本替换

格式：

#define 宏名 常量值或表达式或函数

宏名：一般用大写，为了和普通变量区分开

特点：先进行单纯的替换，最后再计算（注意运算优先级，建议加括号保护）

#include<stdio.h> #define N 3 #define M N+1 #define NUM N+M/2 int main(int argc, char const *argv[]) { printf("%d\n", NUM); return 0; }

宏示例：求两个数中的最大值

#include<stdio.h> #define MAX a>b?a:b int main(int argc, char const *argv[]) { int a = 33; int b = 56; printf("%d\n", MAX); a = 67; b = 89; printf("%d\n", MAX); return 0; }

宏函数（带参数的宏）

#include<stdio.h> #define MAX(a, b) a>b?a:b int main(int argc, char const *argv[]) { printf("%d\n", MAX(12, 35)); printf("%d\n", MAX(87, 59)); return 0; }

宏函数与普通函数的区别：宏函数在预处理阶段直接展开，没有函数调用开销，但不做类型检查，且多次参数求值可能带来副作用。

输入输出

按字符输入输出

getchar

int getchar(void);// int a;

功能：从终端（标准输入）读取一个字符

参数： void（无参数）

返回值：读取字符的 ASCII 码值（int 类型），失败返回 EOF

putchar

int putchar(int c);

功能：向终端（标准输出）输出一个字符

参数：要输出的字符的 ASCII 码值

返回值：成功输出时返回该字符的 ASCII 码值，失败返回 EOF

#include<stdio.h> int main(int argc, char const *argv[]) { // getchar(); int n = getchar(); putchar(n); putchar(10); return 0; }

利用 getchar 吸收多余的换行符：

当使用 scanf 读取字符后，缓冲区中可能残留换行符，可以在下一次 scanf 前调用 getchar() 将其吸收掉：

char a = 0; scanf("%c", &a); getchar(); printf("%d\n", a); char b = 0; scanf("%c", &b); printf("%d\n", b);

按格式输入输出

printf

int printf(const char *format, ...);

功能：按指定格式向终端输出内容

参数：第一个参数是格式字符串，后面是不定长的输出项

返回值：成功输出元素的个数

常用格式占位符：

%d：int 整型

%c：char 字符型

%f：float 单精度浮点型

%lf：double 双精度浮点型

%s：字符串

%p：指针地址

%o / %#o：八进制（加 # 显示前导 0）

%x / %#x：十六进制（加 # 显示前导 0x）

精度控制：.n 保留 n 位小数，四舍五入

%f 默认输出小数点后六位

float a = 123.456; printf("%f\n", a); // 输出 123.456000 printf("%.1f\n", a); // 输出 123.5

位宽控制：m 位宽，位宽值大于数据实际宽度时才会在左侧补空格对齐

#include<stdio.h> int main(int argc, char const *argv[]) { int a = 2; int b = 22; int c = 222; printf("%3d\n", a); // 输出 " 2" printf("%3d\n", b); // 输出 " 22" printf("%d\n", c); // 输出 "222" return 0; }

scanf

int scanf(const char *format, ...);

功能：按指定格式从终端读取输入

参数：格式字符串 + 变量地址列表（需使用 & 取地址）

返回值：成功赋值的输入项个数；第一个元素赋值失败时返回 0

#include<stdio.h> int main(int argc, char const *argv[]) { int a = 0; int b = 0; printf("please input a b:\n"); scanf("%d %d", &a, &b); printf("%d %d\n", a, b); return 0; }

需要注意：scanf 中%d、%f、%s会自动跳过前置空白字符（空格、换行、制表符），但%c不会自动跳过。如果想深入了解%c的特殊行为以及如何处理缓冲区中的垃圾字符，请继续阅读下一章「垃圾字符回收」。

垃圾字符回收

一、核心问题：%c会读取空白垃圾字符

1. 空白字符包含哪些

空格 、制表符\t、换行符\n，都属于空白垃圾字符，%c会原封不动读入变量。

2. 案例 1：连续两个%c无空格

char a = 0; char b = 0; scanf("%c%c", &a, &b); printf("%d %d\n", a, b);

输入场景演示

场景 1：输入x y（x + 空格 + y，回车）

• 第一个%c读取字符x→ 存入 a
• 第二个%c直接读取中间的空格→ 存入 b
• 输出结果：120 32（x 的 ASCII=120，空格 ASCII=32）

场景 2：输入x按回车，再输入y

• a =x（ASCII=120）
• b = 换行符\n（ASCII=10）
• 输出：120 10

结论：%c不会自动跳过空格、回车，缓冲区中残留的空白字符会被直接当成有效字符读取，产生意料之外的垃圾值。

二、空白回收方案：格式串前加空格%c

语法规则

在%c转换符前面写一个空格 ，作用：自动跳过缓冲区中一个或多个连续空白字符（空格、\t、\n全部清空）。

对比代码

char a = 0; scanf("%c", &a); // 无前置空格，会读回车/空格 printf("%d\n", a); char b = 0; scanf(" %c", &b); // 前置空格，自动清空前面所有空白垃圾 printf("%d\n", b);

连续双字符修正写法

如果要连续读取两个字符、忽略中间空白，给每个%c前加空格：

scanf(" %c %c", &a, &b);

此时输入a 回车 b、a 空格 b、a\tb都会正常读取 a、b，空白全部被过滤。

三、易混淆知识点：%d/%f和%c的区别

1. %d、%f、%s：默认自动跳过前置空白，不用手动加空格；
2. %c：不会自动跳过空白，缓冲区残留的回车 / 空格会直接读入，必须手动加空格过滤垃圾字符。

小结：遇到%c读字符前如果前面有输入残留，优先使用%c（前置空格）方案；如果只是想丢弃单个回车，也可以用getchar()吸收。