詳解scanf()輸入的一些問題

昨天的C2上機中出現了一道考驗scanf原理的題《后撤步》，輸入格式如下：

后撤步輸入格式

第一行一個數 ，
第二行是棋子的初始坐標 ( x 0 , y 0 ) (x_0,y_0) (x0?,y0?)，
第三行三個數，分別是圓心坐標 p , q p,q p,q和半徑 R R R，
接下來 n n n行，每行都是一個向量 ( x i , y i ) (x_i,y_i) (xi?,yi?)，

后撤步輸入標程

scanf("%d\n(%lld,%lld)\n%lld%lld%lld\n",&n,&x,&y,&p,&q,&r);

其中\n和(輸入不當都會出錯，習慣了傻瓜輸入的我手足無措，瘋狂百度，
接下來分幾點詳解scanf部分原理，全篇萌新友好，

緩沖區

鍵盤緩沖區是在記憶體的一塊區域，可以以為記憶體中存在一塊槽，鍵盤輸入的字符從這一端按順序進入緩沖區，用戶按下回車或者緩沖區滿后，scanf從另一端按順序處理緩沖區中的字符，

如有這么一行陳述句：

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

用戶為了將123賦值給a，將45賦值給b，用鍵盤輸入
1 ,2 ,3, 空格,4, 5,回車，
其中，當用戶沒有按下回車之前，scanf無動于衷，不開始從緩沖區讀取資料，用戶按下回車以后，scanf開始從1開始逐個處理資料，

%d忽略前導空白符

對于“輸入一行兩個用空格分隔的數字”，除了上述寫法外，部分同學會使用如下代碼：

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

同學認為，題目要求我用空格分隔，我便在scanf的格式串中寫入空格，符合標準，其實大部分情況下沒有必要，格式串中的空白符容易引發奇怪的錯誤，會在下面解釋，
%d有個特性便是忽略前導空白符，所以使用

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

便可，分析如下，

鍵盤輸入1 2 3 空格 4 5 \n，scanf的格式串%d%d便開始從緩沖區吃資料，

第一個%d吃掉1 2 3，遇到空格，這個空格對于%d是非法字符，只能吃掉數字的%d不可能接受這個空格，第一個%d的讀入便到此為止，此時，a擁有了值123，緩沖區中剩余空格 4 5 回車，

第二個%d開始開始讀取，它首先遇到空格,由于%d擁有忽略前導空白符的性質，他會忽略所有連續的空白符，直到遇到它想要的數字字符為止，所以第二個%d忽略了前導（緩沖區最前面的）空格，此時第二個%d還沒有讀到任何東西，緩沖區剩余為 4 5 回車，

第二個%d吃掉4 5 ，其后是回車，這個回車對于%d是非法字符，只能吃掉數字的%d不可能接受這個回車，第二個%d的讀入便到此為止，a=123,b=45，緩沖區剩余回車，格式串中所有的字符都從緩沖區找到了東西與自己對應，這句scanf運行完成，

注意，并不是什么都能忽略前導空白符，%c是不會忽略前導空白符的，

遇到非法輸入，整句scanf停止運作

有代碼

int a=99,b=99,c=99,d=99;
	d=scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
	printf("a=%d,b=%d,c=%d,d=%d",a,b,c,d);

鍵盤輸入1 空格 a 空格 1 \n，試圖把1賦值給a，'a’賦值給b，1賦值給c，d是scanf的回傳值，代表這句scanf成功賦值的個數，

顯然，'a’不可能賦值給int型別的b，現在的問題便是，為b賦值失敗，接下來的c能不能接受最后的1，還是說整句scanf因為b遇到了非法輸入而就此罷工（提前回傳），

看圖，答案很簡單，是后者，

也就是說，當scanf的格式串的任何一部分遇到了非法輸入，整句scanf都會停止運作（排除%d等可以忽略前導空白符的情況），

這里的任何一部分包括
①格式說明（如%d，%f等）遇到了他們不能接受的型別，
如上圖試圖把字母’a’賦值給int型別的%d，
②格式串中的字符常量遇到了不完全相同的字符，
如下：

格式串是(%d,%d)，第一次我們向緩沖區輸入< 1 , 2 > \n，按下回車后，格式串里的每一個字符(( , ))或者格式說明（%d）都會依次從緩沖區試圖吃掉“屬于自己的字符”，

首先，格式串最開始的(想要在緩沖區中找到一個和自己一模一樣的字符，但是緩沖區開頭是<，無法對應，整句scanf都罷工，現在的緩沖區里是< 1 , 2 > \n，什么都沒有被吃掉，

第二次我們嚴格按照格式輸入( 1 , 2 ) \n，格式串里最初的(在緩沖區開頭找到了一模一樣的(，緩沖區剩下1 , 2 ) \n，

接下來輪到了第一個%d讀取字符，它讀掉了1，緩沖區剩下, 2 ) \n，
…以此類推…

當整個格式串格式串(%d,%d)都從緩沖區讀取完畢，這句scanf執行完成，緩沖區剩下\n，

接下來放一個綜合練習，可以自行體會，

（重點）格式串中的空白符與任意數量的任意空白符匹配

看如下代碼，

格式串是date:%d,%d,%d,但是我們向緩沖區輸入的時候，在date前面加了一個空格，導致格式串最初的date中的d無法和緩沖區前端的空格配對，導致整句罷工（注意這里的d不會忽略前導空白符），所有字符都留在緩沖區中，沒有任何一個%d讀到有效資訊，這些運用的都是剛剛講過的知識，

那么如果換一下格式串，換成空格date:%d,%d,%d，僅僅加了一個小小的空格，就會發生巨大的變化，

如上，我們可以不向緩沖區輸入第一個空格就可以正常運行，

如上，我們可以向緩沖區輸入八百個空格，也可以正常運行，

如上，我們可以一開始向緩沖區輸入Tab*n，回車*n，空格*n，也不影響程式輸出正確結果，

為什么呢，因為格式串中的空白符與任意數量的任意空白符匹配，
其中，任意數量包括0個（對應第一張），任意種類包括那些\t \n 空格等，對應第三張，

這樣，我們便可以解釋一個問題，也是初學者遇到最多的問題之一，

當格式串最后有一個\n時，按理說，應該輸入兩個\n就可以讓scanf結束運行了，為什么按再多次\n也沒有效果，只有隨便輸入一個非空白符以后才能使scanf運行結束，并且緩沖區中根本沒有剩下剛剛輸入的那么多\n，

答案就是，我們向緩沖區輸入再多個\n，都會被格式串%d %d\n中最后的那個\n吃掉，因為格式串中的空白符與任意數量的任意空白符匹配，

只有最后輸入一個非空白字符，格式串最后的\n才發現，自己在緩沖區的最前端遇到了一個吃不掉（無法匹配）的東西！，這句scanf運行才能就此結束，

重新分析后撤步

相信如果你聽懂了我剛剛所說的，就可以知道后撤步的輸入應該怎么寫了，

第一行一個數 ，
第二行是棋子的初始坐標 ( x 0 , y 0 ) (x_0,y_0) (x0?,y0?)，
第三行三個數，分別是圓心坐標 p , q p,q p,q和半徑 R R R，
接下來 n n n行，每行都是一個向量 ( x i , y i ) (x_i,y_i) (xi?,yi?)，

樣例輸入

5
(2,3)
0 0 8
(6,2)
(-2,3)
(-3,-7)
(4,-2)
(-9,6)

標程

#include <stdio.h>
int n;
long long p, q, r, x, y;
int main()
{
    scanf("%d\n(%lld,%lld)\n%lld%lld%lld\n", &n, &x, &y, &p, &q, &r);
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        long long u, v;
        scanf("(%lld,%lld)\n", &u, &v);
        x -= u;
        y -= v;
    }
    if ((p - x) * (p - x) + (q - y) * (q - y) <= r * r)
        printf("No way!\n");
    else
        printf("(%lld,%lld)\n", x, y);
    return 0;
}

讓我們從頭開始一一分析，

scanf("%d\n(%lld,%lld)\n%lld%lld%lld\n",&n,&x,&y,&p,&q,&r);

第一行我們向緩沖區輸入5 \n，5被粗體的%d吃掉，\n被粗體的\n吃掉，緩沖區里什么都沒有，

scanf("%d\n (%lld,%lld)\n%lld%lld%lld\n",&n,&x,&y,&p,&q,&r);

第二行我們輸入( 2 , 3 ) \n，看到這里便知道了第一行的格式串要用%d\n的理由：

因為如果沒有\n，緩沖區里就會剩下我們輸入5以后帶的\n,而這個剩在緩沖區開頭的\n沒法和粗體的(配對，導致整句scanf罷工，同理適用于for回圈里面的scanf("(%lld,%lld)\n", &u, &v);，

但是這份代碼有一個問題：
明明以前已經訂好了n=5，我們明知道for回圈中輸入5個坐標就應該結束了，為什么輸入最后的第五個坐標以后，按下回車沒有反應，并且按很多次回車也沒反應呢？

對了，這就是剛剛所講的格式串中的空白符與任意數量的任意空白符匹配，縱使多少個\n都會被scanf("(%lld,%lld)\n", &u, &v);最后的那個\n吃掉，
但是最后的那個\n又不好刪掉，否則會導致下一次輸入失敗（上一次輸入完以后緩沖區里剩的\n和下一次輸入的格式串開頭的(無法對應），

有沒有什么折中的辦法呢，

#include <stdio.h>
int n;
long long p, q, r, x, y;
int main()
{
    scanf("%d\n(%lld,%lld)\n%lld%lld%lld\n", &n, &x, &y, &p, &q, &r);
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        long long u, v;
        if(i<n)
		{
        	scanf("(%lld,%lld)\n", &u, &v);
		}
        else
		{
        	scanf("(%lld,%lld)", &u, &v);
		}
        x -= u;
        y -= v;
    }
    if ((p - x) * (p - x) + (q - y) * (q - y) <= r * r)
        printf("No way!\n");
    else
        printf("(%lld,%lld)\n", x, y);
    return 0;
}

哦！原來是這樣的道理！

P.S.為了讓更多人聽懂，文章里保留了一些細節，最重要的細節是，除了鍵盤緩沖區，還存在一個stdin緩沖區，鍵盤輸入的字符都實時放在了鍵盤緩沖區里，按下回車或者鍵盤緩沖區滿了，里面的內容全移到stdin緩沖區里，scanf時刻讀取stdin緩沖區里面的字符，如果stdin緩沖區為空，就等待鍵盤緩沖區提供新的字符給stdin緩沖區，如果stdin里面有資料，就不等待用戶輸入，直接用現成的，本文簡化成了只有一個鍵盤緩沖區，