导学案2 · 输出、计算与输入¶

前置要求：已经搭起开发环境即可 参考课程：浙江大学翁恺《C 语言程序设计》第 1~2 章（printf / 变量 / scanf / 数据类型） 预计用时：2 小时（含动手敲代码，按需自取） 本节目标：能输出/输入（printf/scanf），并搞懂基本运算

2.0 序¶

导学案1里的程序只会自己喊一句 Hello World，喊完就结束，你完全插不上嘴。从这一节开始，你要能让它算东西给你看，也能接收你敲进去的数字。这一对能力叫输入输出（I/O），几乎所有程序都是这三步：

输入  →  计算  →  输出

当然，以后在单片机上，"输入"会变成传感器读数，"输出"会变成电机转速和串口打印等。

本节路线：printf 输出 → 运算符与计算 → 变量 → scanf 输入 → 类型与精度 → 中文乱码 → 练习

2.1 输出：printf¶

2.1.1 两种用法¶

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Hello World\n");      /* 用法一：原样打印一串文字 */
    printf("%d\n", 12 + 5);       /* 用法二：先算，再把结果填进去 */
    return 0;
}

输出：

Hello World
17

%d 叫占位符（也叫格式说明符）。它的作用很直白：先在字符串里占个坑，printf 会把逗号后面给的值填进这个坑里。

d = decimal，十进制整数；
字符串里有几个 %，逗号后面就要给几个值，顺序一一对应；
坑里可以放表达式，printf 会先算完再填。

printf("%d + %d = %d\n", 12, 5, 12 + 5);

输出：12 + 5 = 17

2.1.2 常用占位符¶

占位符	打印什么	例子	输出
`%d`	整数 `int`	`printf("%d", 42);`	`42`
`%f`	小数 `double`	`printf("%f", 3.14);`	`3.140000`
`%c`	单个字符 `char`	`printf("%c", 'A');`	`A`
`%.2f`	小数，保留 2 位	`printf("%.2f", 3.14159);`	`3.14`
`%s`	字符串	`printf("%s", "Hi");`	`Hi`
`%%`	打印一个百分号本身	`printf("100%%");`	`100%`

两个高频坑：

%f 默认打印 6 位小数，所以 3.14 会变成 3.140000。想控制位数就用 %.2f（两位）、%.1f（一位）、%.0f（只留整数位）。
想在屏幕上打出一个 % 字符，必须写两个 %%，因为单个 % 会被当成占位符的开头。

还有 %ld、%lld、%x（十六进制）这些，以后遇到再说，现在不用背。十六进制在单片机里到处都是，导学案0提过，往后你会经常见。

2.1.3 转义字符¶

引号里有些东西没法直接写（比如换行、比如双引号本身），要用 \ 开头表示：

写法	意思
`\n`	换行
`\t`	制表符（对齐用，相当于按一下 Tab）
`\"`	一个双引号
`\\`	一个反斜杠

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("姓名\t年龄\n");
    printf("张三\t18\n");
    printf("他说：\"你好\"\n");
    printf("路径：D:\\code\\hello.c\n");
    return 0;
}

输出：

姓名  年龄
张三  18
他说："你好"
路径：D:\code\hello.c

\t 对齐的效果取决于内容长度，中文环境下经常对不齐。想让表格整齐，用 %4d（占 4 位、右对齐）、%-8s（占 8 位、左对齐）更可控。现在知道有这回事就行，导学案4打印乘法表时会用上。

2.2 计算：运算符¶

2.2.1 体验过之前的输出，相信以下内容你都能融汇贯通¶

输入：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("12 + 5   = %d\n", 12 + 5);
    printf("12 - 5   = %d\n", 12 - 5);
    printf("12 * 5   = %d\n", 12 * 5);
    printf("12 / 5   = %d\n", 12 / 5);
    printf("12 %% 5  = %d\n", 12 % 5);
    printf("12 + 5 * 6   = %d\n", 12 + 5 * 6);
    printf("(12 + 5) * 6 = %d\n", (12 + 5) * 6);
    return 0;
}

输出：

12 + 5   = 17
12 - 5   = 7
12 * 5   = 60
12 / 5   = 2
12 % 5  = 2
12 + 5 * 6   = 42
(12 + 5) * 6 = 102

2.2.2 整数除法¶

12 / 5 得到 2，不是 2.4。规则只有一句：

两个整数相除，结果还是整数，向下取整。

想得到 2.4，就让参与运算的数里至少有一个是小数：

写法	结果	说明
`12 / 5`	`2`	整数除整数，砍掉小数
`12 / 5.0`	`2.4`	有小数参与，整体按小数算
`12.0 / 5`	`2.4`	同上
`(double)12 / 5`	`2.4`	`(double)` 是强制类型转换，2.5 节讲

不报错、不警告，程序照跑。

2.2.3 优先级：只记三条¶

* / % 高于 + -；
同级从左往右算；
拿不准就加括号。括号不要钱，(12 + 5) * 6 谁都看得懂。

2.2.4 自增自减与复合赋值¶

写法	等价于	什么时候用
`i++;`	`i = i + 1;`	循环里走一步，导学案4天天用
`i--;`	`i = i - 1;`	倒着数
`sum += n;`	`sum = sum + n;`	累加求和
`pwm *= 2;`	`pwm = pwm * 2;`	按比例缩放

i++ 和 ++i 单独成一行时效果完全一样，只在赋值时有区别，前者为先加再用，后者为先用再加

2.3 变量：给数据起个名字¶

上面我们每次都把数字写死：12、5。但真实程序里的数字是会变的——用户输入的、传感器读到的、电池电压、电机转速……这时候就需要变量。

变量就是一个有名字的盒子。 你可以往里放东西，可以换掉里面的东西，也可以随时取出来看。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int age = 18;            /* 声明一个盒子：型号 int，名字 age，先放个 18 进去 */

    printf("age = %d\n", age);

    age = 19;                /* 换掉里面的东西（注意：这里没有 int 了） */
    printf("age = %d\n", age);

    int next = age + 1;      /* 取出 age 的值算一下，结果放进新盒子 next */
    printf("next = %d\n", next);

    return 0;
}

输出：

age = 18
age = 19
next = 20

注意 printf("age = %d\n", age); 里的 age 没有引号。如果逗号后面写成 "age"（带引号），就是把一段文字当整数打印，结果会是乱的。

2.3.1 三个关键动作¶

术语	代码	说明
声明 declaration	`int age;`	告诉编译器：我要一个 `int` 型号的盒子，名字叫 `age`。同一个名字在同一范围内只能声明一次
初始化 initialization	`int age = 18;`	声明的同时放个初始值进去。强烈建议永远这样做
赋值 assignment	`age = 19;`	把盒子里的东西换成 19

= 不是数学里的"等于"，它的意思是"把右边的值，放进左边的盒子"。所以 age = age + 1; 在 C 里完全合法（取出 age → 加 1 → 再放回去），在数学里则很荒谬。

不初始化的变量是危险的：

int x;               /* 只声明，没放东西 */
printf("%d\n", x);   /* 可能是 0，也可能是 4194432 这种鬼数字 */

盒子里不是"空的"，而是残留着上一次别人用过的垃圾值，而且不会报错。请养成铁一样的习惯：声明的时候就赋值，哪怕先赋个 0。

int a = 0;
int b = 0;
double price = 0.0;
char grade = ' ';

2.3.2 命名规则¶

只能用字母、数字、下划线，且不能以数字开头：score1 可以，my_score 可以，1score 不行，my-score 也不行（减号是运算符）。
不能用 C 的关键字：int、return、if、for、while 都不能当名字。
区分大小写：age、Age、AGE 是三个不同的变量。
名字要有意义：totalScore 远好于 a。循环里临时用 i、j 是行业习惯，可以接受。

2.3.3 常用数据类型（先混个脸熟）¶

类型	中文	大概能装什么	打印用	字面量写法
`int`	整型	约 −21 亿 ~ +21 亿的整数（与操作系统有关）	`%d`	`18`
`double`	双精度小数	约 15 位有效数字	`%f`	`3.14`
`char`	字符	一个字符	`%c`	`'A'`（单引号）

字符用单引号 'A'，字符串用双引号 "A"，两者在 C 里完全不是一回事。
写 3.14 时，它默认是 double。本课程小数一律用 double，能避免很多问题。
还有 float、short、long、long long、unsigned，规则都一样，遇到再查，现在不用背。
不希望某个值被改掉，就在类型前加 const：const double PI = 3.14159265;。之后若再写 PI = 3.14;，编译器会直接报错——这是好事，编译器是你的第一道防线，不是敌人。

2.3.4 盒子到底在哪：内存¶

内存可以想成一排编了号的格子，每个格子的编号叫地址（address）。当你写下 int age = 18;，编译器就在内存里划出一小片空间（int 通常占 4 个格子），贴上标签 age，把 18 放进去。

变量 = 内存里一小片有名字的空间；值住在里面，地址是它的门牌号。

2.3.5 sizeof：量一量类型占几个字节¶

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("char   占 %d 字节\n", (int)sizeof(char));
    printf("int    占 %d 字节\n", (int)sizeof(int));
    printf("double 占 %d 字节\n", (int)sizeof(double));
    return 0;
}

输出：

char   占 1 字节
int    占 4 字节
double 占 8 字节

sizeof 是个运算符，问的是"这个东西占几个字节"，答案在编译时就定好了。为什么现在就讲？因为导学案5算数组长度时要用到它。这里的 (int) 是强制类型转换。

2.4 输入：scanf¶

程序能输出还不够，得能接收你敲进去的数据。这就要用 scanf。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 0;
    int b = 0;

    printf("请输入两个整数，用空格隔开：");
    scanf("%d %d", &a, &b);

    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    printf("a + b = %d\n", a + b);
    return 0;
}

运行时你会先看到提示语，然后光标停在那里等你敲字——程序停住是正常的，它在等你。输入 12 5 再回车：

请输入两个整数，用空格隔开：12 5
a = 12, b = 5
a + b = 17

2.4.1 `&` 是什么，为什么 scanf 要写、printf 不用写¶

&a 读作"a 的地址"，就是 2.3 里说的那个门牌号。

printf 只要盒子里的值，所以写 a；
scanf 要把值放进盒子，必须知道盒子在哪，所以写 &a。

scanf 里填入的每个变量前面都要有 &。

2.4.2 scanf 使用要点¶

占位符必须和类型配对：整数 %d，小数 %lf，字符 %c，字符串 %s。注意 scanf 里 double 用 %lf，而 printf 里用 %f，这个不一致是 C 语言的历史包袱，只能记住。
一次可以读多个：scanf("%d %d", &a, &b);，输入时用空格分隔或分两次敲回车都可以。
引号里不要写提示文字：scanf("请输入%d", &a); 是常见的错误写法。提示语请用 printf 单独打印。
%s 遇到空格就停：想读入 Hello World，只会拿到 Hello。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    double voltage = 0.0;
    char mode = ' ';

    printf("请输入电池电压：");
    scanf("%lf", &voltage);
    printf("请输入模式（a/b）：");
    scanf(" %c", &mode);          /* 注意 %c 前面的空格 */

    printf("电压 = %.2f V，模式 = %c\n", voltage, mode);
    return 0;
}

运行（依次输入 11.8 和 b）：

请输入电池电压：11.8
请输入模式（a/b）：b
电压 = 11.80 V，模式 = b

2.5 类型与精度¶

2.5.1 整数溢出¶

int 的范围大约是 −21 亿 ~ +21 亿，超了就"绕回去"：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int big = 2147483647;        /* int 能装的最大值 */
    int x = 100000;

    printf("big     = %d\n", big);
    printf("big + 1 = %d\n", big + 1);
    printf("x * x   = %d\n", x * x);
    return 0;
}

输出：

big     = 2147483647
big + 1 = -2147483648
x * x   = 1410065408

装不下了，就像汽车里程表跑到 999999 之后回到 000000。程序不会报错，只会给你一个错得离谱的数。 需要更大范围就用 long long（8 字节，约 ±922 亿亿），打印用 %lld。

溢出在单片机上同样致命：一个计时器变量悄悄溢出，你的"飞行时间"就会突然变成负数。养成习惯：写下一个数之前，先想想它最大能到多少。

2.5.2 一个有趣的现象（自行选做）¶

有兴趣的同学可以尝试一下如下代码的结果是什么，把127改成128呢？问题在哪里，思考为什么？

#include<stdio.h>

int main() {
    char ch = 127;
    printf("ch = %d\n", ch);
    printf("ch + 1 = %d\n", ch + 1);
    return 0;
}

2.5.3 小数是不精确的¶

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%.20f\n", 0.1 + 0.2);
    printf("%d\n", 0.1 + 0.2 == 0.3);
    return 0;
}

输出：

0.30000000000000004441
0

原因是：计算机用二进制存小数，而 0.1 在二进制下是无限循环小数，只能近似存下来，误差累积后就露馅了（就像十进制写不出精确的 1/3）。

结论：不要用 == 直接比较两个小数，可以想想怎么做浮点数的等值比较。

2.6 中文乱码：一句话原因与三种应对¶

你在代码里写：

printf("你好，实验室\n");

运行后屏幕上可能出现 浣犲ソ锛屽疄楠屽，或者一堆 烫烫烫、?????。

一句话原因：你的源文件按一种编码（比如 UTF-8）保存成一串字节，而 Windows 控制台默认按另一种编码（GBK）去解读这些字节，两边对不上号就成了乱码。换句话说：字没坏，是"翻译方式"错了（导学案0第 4 节讲过这件事）。

三种应对，按推荐顺序：

Dev-C++：文件 → 另存为 → 下方"编码"选 ANSI → 保存 → 重新编译。
Visual Studio：文件 → 高级保存选项 → 编码选 "Unicode (UTF-8 带签名)"。VS 默认存的是 UTF-8 无签名，这恰恰是乱码最常见的原因。
让控制台切换编码：在 cmd 里执行 chcp 65001（切到 UTF-8）或 chcp 936（切到 GBK），让窗口和你的文件对上。

遇到乱码，第一反应不是"我程序写错了"，而是"编码没对上"。编码是个大坑，但展开讲需要一整套背景知识，超出本轮范围。这里只给"现象 + 三种应对"，够你自救即可。

2.7 综合练习¶

本节练习用于自练与自查，不强制完成、不需要提交；需要提交的是实验室统一布置的作业（作业一 / 作业二）。参考代码统一放在本节末尾，做完之前不要翻。

以下内容比较简单，自行选做练习，不做提交要求

练习 1｜个人信息卡片¶

输出下面这张卡片，年龄和身高用变量存：

==================
姓名：张三
年龄：18
身高：1.75 m
==================

提示：等号那一行可以用一个 printf 打完；身高用 %.2f。

练习 2｜四则运算器¶

读入两个整数 a 和 b，输出它们的和、差、积、商、余数，每行一个。

提示：printf 里想打出 % 要写成 %%。 额外任务（重要）：请故意输入 b = 0，看看程序会发生什么。除以零在 C 语言里是未定义行为，程序可能崩溃、可能输出一个荒唐的数、也可能什么都不发生。

练习 3｜摄氏转华氏¶

读入一个摄氏温度（可以是小数），输出华氏温度，保留一位小数。公式：F = C × 9 / 5 + 32

提示：输入 25，正确输出是 77.0。

练习 4｜秒数拆分¶

读入一个总秒数（例如 3725），输出 1 小时 2 分 5 秒。

练习 5｜交换两个变量¶

读入 a 和 b，交换它们的值后输出。

提示：一杯可乐和一杯果汁要互换，你需要第三个空杯子。直接写 a = b; b = a; 是不行的——想清楚为什么。

练习 6｜圆的周长与面积¶

读入半径 r（double），输出周长和面积，都保留两位小数。π 用 const 存起来。

提示：r * r 是对的，r ^ 2 是错的（见 2.2 坑 3）。

2.8 报错自查表¶

现象	最可能的原因
`expected ';' before ...`	上一行漏了分号。报错行号常常指向下一行，往上找
`unknown type name 'Int'`	类型名拼错或大小写错，是 `int`，不是 `Int`
`'printf' was not declared`	忘了 `#include <stdio.h>`（`scanf` 也在里面）
scanf 输入没反应 / 程序直接崩溃	忘了写 `&`，本节第一大坑
输出 `0.000000` 或一堆乱数字	占位符与类型不匹配，`%f` 配了 `int`，或 `%d` 配了 `double`
`scanf` 读 double 结果不对	scanf 里 double 要用 `%lf`，不是 `%f`
`%c` 读到了一个看不见的东西	忘了在 `%c` 前加空格，缓冲区里残留着上次的换行
`12 / 5` 得到 `2`	整数除法，见 2.2
结果比预期小很多，甚至变成负数	整数溢出，见 2.5
`0.1 + 0.2` 不等于 `0.3`	浮点精度，见 2.5，这是正常的
中文变成 `浣犲ソ` / `烫烫烫`	编码不一致，见 2.6
VS 报 `C4996` 说 scanf 不安全	项目属性里加 `_CRT_SECURE_NO_WARNINGS`，见导学案1 1.2
`r ^ 2` 结果完全不对	`^` 不是乘方，写成 `r * r`
编译通过了，但运行结果没变	忘了重新编译，或者你改的文件不是正在编译的那个文件

2.9 本节小结与自查¶

学完本节，你应该能做到：

用 printf 输出文字、整数、小数，并控制小数位数
说清 %d、%f、%.2f、%c、%s、%lf 分别配什么类型、用在哪个函数里
声明、初始化、修改一个变量，并解释 = 为什么不是数学里的"等于"
用 scanf 读入整数、小数、字符，知道 & 绝对不能少
解释 12 / 5 == 2 的原因，并写出三种得到 2.4 的方法
知道 int 会溢出、小数有误差，而且两者都不报错
用 sizeof 说出 char / int / double 各占几个字节
遇到中文乱码知道往哪个方向查

下一节：导学案3 · 判断。程序终于能"看情况办事"了，顺便回来收拾练习 2 留下的那个除以零烂摊子。

2.10 练习参考代码（做完再看）¶

练习 2 参考代码¶

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 0;
    int b = 0;

    printf("请输入两个整数，用空格隔开：");
    scanf("%d %d", &a, &b);

    printf("%d + %d = %d\n", a, b, a + b);
    printf("%d - %d = %d\n", a, b, a - b);
    printf("%d * %d = %d\n", a, b, a * b);
    printf("%d / %d = %d\n", a, b, a / b);
    printf("%d %% %d = %d\n", a, b, a % b);

    return 0;
}

练习 3 参考代码¶

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    double c = 0.0;
    double f = 0.0;

    printf("请输入摄氏温度：");
    scanf("%lf", &c);

    f = c * 9.0 / 5.0 + 32.0;
    printf("%.1f 摄氏度 = %.1f 华氏度\n", c, f);

    return 0;
}

练习 4 参考代码¶

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int total = 0;
    int h = 0;
    int m = 0;
    int s = 0;

    printf("请输入总秒数：");
    scanf("%d", &total);

    h = total / 3600;
    m = total % 3600 / 60;
    s = total % 60;

    printf("%d 小时 %d 分 %d 秒\n", h, m, s);

    return 0;
}

练习 5 参考代码¶

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    int t = 0;              /* 第三个空杯子 */

    printf("请输入两个整数：");
    scanf("%d %d", &a, &b);

    t = a;
    a = b;
    b = t;

    printf("交换后：a = %d, b = %d\n", a, b);

    return 0;
}

练习 6 参考代码¶

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    const double PI = 3.14159265;
    double r = 0.0;

    printf("请输入半径：");
    scanf("%lf", &r);

    printf("周长 = %.2f\n", 2 * PI * r);
    printf("面积 = %.2f\n", PI * r * r);

    return 0;
}

节末终了。这一节的东西看起来琐碎，但它是你以后每一行代码的地基：变量、类型、输入输出。

作者：Mike-lin300

最后更新：2026-09-23

更新说明：无