C 编程：为什么 printf 格式说明符 %s 对于数字“123”无效？

Question

我是一个 C 编程新手。

通过其他问题的答案，我可以理解“字符”一词可能指向不同的元素；例如字母和数字。

我将“字符串”视为字符。

那么，请看下面几行：

#include <stdio.h>

main()
{
    int numbers = 123;
    printf("%c%s\n", "N", numbers); 
}

当我尝试编译此代码时，显示错误消息并且编译失败。

教科书“The C Programming Language”第 13 页如下所述关于 printf 格式说明符；

“%c代表人物”

“%s为字符串”。

第一个问题：

虽然“N”是字符，为什么%c说明符无效？

第二个问题：

虽然变量“numbers”的值为“123”，但它们是数字，包含在字符中。

我认为字符等于“字符串”。

那我虽然用%s来表示“123”，但是为什么无效呢？

我知道我的代码会起作用，如果我像下面这样修改它们：

#include <stdio.h>

main()
{
    int numbers = 123;
    printf("%s%d\n", "N", numbers); 
}

但我想了解为什么上面的代码无效。

Answer 1

“虽然"N"是一个字符，但为什么%c说明符无效？”

"N" 不是字符常量。它是一个字符串文字。 'N' 是一个字符常量，与 %c 匹配。单引号和双引号的区别很重要。

此外，说明符永远不会无效。只有参数类型可以。

“那我虽然用%s代替"123"，但是为什么无效呢？”

您没有使用"123"，它是一个字符串文字并发出char *。你使用123。 123 是一个 integer 值，存储在 int numbers 类型的对象中。 %s 格式说明符不允许使用 int 参数，它需要 char * 类型的参数，而不是 int。

这就是区别。

Answer 2

说明

printf("%c%s\n", "N", numbers); 

包含两个错误。

1. 格式说明符%c 期望传递单个字符。我们在 C 中定义字符常量的方式是使用单引号 'N'。
   通过使用双引号 "N"，您正在使用 C 提供的一种 语法糖方式来表示字符串，即由字符串终止符'\0'

   关闭的字符数组

2. 123 是一个整数，就像您正确编写的 %d 格式说明符一样

说到最后一个错误，你给出了原创解释

虽然变量“numbers”的值为“123”，但它们是数字，包含在字符中。

我认为字符等于“字符串”。

那我虽然用%s来表示“123”，但是为什么无效呢？

虽然这显然是一个错误的解释，但我觉得它有趣并且值得解释。

123 是一个字符串，即一个字符序列吗？是的！但它是源代码中的一个字符串。编译器将解析这个字符序列，识别一个整数，并确保这个值存储在一个包含整数的内存位置中。在大多数现代计算机中，它将转换为 0/1 序列，表示 4 字节中的数字 123。

0b01111011

从源代码的角度来看，"123" 不一样吗？嗯，不。该数字用双引号括起来，因此编译器会将其解释为一个实际的字符串，作为一个以 nul 结尾的字符序列存储在内存中

--------------------------
| '1' | '2' | '3' | '\0' |
--------------------------

并在内存中存储代表这些数字的 ASCII 值（假设使用 ASCII 编码）

-----------------------------
| 0x31 | 0x32 | 0x33 | 0x00 |
-----------------------------

Answer 3

我会直接回答你的问题。

第一个问题：

C 编程语言区分双引号和单引号。双引号将创建 string 文字，而单引号将创建 character 文字。所以，例如'N' 是character，而"N" 是一个string，只包含一个字符，即N。所以，%c 不起作用的原因是它需要一个字符, 但你给它的是 string "N".

第二个问题：

变量numbers 的值是NOT“123”。使用 C 语言的符号，“123”将是一个包含字符 '1'、'2' 和 '3' 的字符串，而变量 numbers 现在包含 integer 123，并且这就是为什么 %s 不适用于 numbers 的原因。虽然您可以将变量 123 的值转换为这样的字符串：

#include <stdio.h>

main()
{
    int numbers = 123;
    char numbers_string[4];
    sprintf(numbers_string, "%d", numbers); // conversion happens here
    printf("%s\n", numbers_string); 
}

此外，您的问题中“字符串”和“字符”这两种类型之间似乎存在混淆。重要的是要了解这两种类型是不同的。一个字符是一个单个字节，它（通常）包含你想要的字符的 ASCII 码。例如，字符 'A'（ASCII 码 = 65）。但是“字符串”是字符的集合，如"Apple"，在C 语言中，“字符串”通常使用char* 来实现，它指向内存中按顺序存储字符的位置。 （这就是我使用字符数组来保存将numbers转换为“字符串”的结果的原因）

Answer 4

虽然“N”是一个字符，为什么%c说明符无效？

"N" 是一个字符串，而不是单个字符 - 双引号表示字符串文字。 'N'（单引号）将是一个字符常量¹，所以

printf( "%c\n", 'N' );

可以正常工作。要打印"N"，您需要使用%s 转换说明符：

printf( "%s\n", "N" );

%s 转换说明符期望其对应参数的类型为 char *（指向 char 的指针），它会告诉 printf 打印从指定地址开始的字符序列，直到它看到字符串终结者。

表达式"N" 的类型为“char 的二元数组”（char [2]），数组的内容为{'N', 0}。在 C 中，字符串是一系列字符值，包括用于标记字符串结尾的 0 值终止符。字符串（包括字符串文字）存储在字符类型的数组中。

在大多数情况下，“T 的 N 元素数组”(T [N]) 类型的 表达式 将被转换（“衰减”）为“指向 @ 的指针”类型的表达式987654337@" (T *) 并且表达式的值将是数组第一个元素的地址。

在上面的printf语句中，表达式"N"从char [2]类型转换为char *，表达式的值是第一个字符的地址。

虽然变量“numbers”的值为“123”，但它们是数字，包含在字符中。

我们来看numbers的声明：

int numbers = 123;

首先，numbers 变量的类型是int，而不是char *。它包含什么值并不重要，它不是%s 期望的类型。其次，123 不是字符串——它没有被引号包围。相反，它是一个 整数 常量。

numbers 不是字符串 - 它不是存储字符串的正确类型，并且它不包含带有 0 终止符的字符序列。它是一个整数，存储十进制值123 的二进制表示。要将其打印出来（即在输出设备上生成该整数值的文本表示），您可以使用%d 或%i。

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1. 在 C 中，像 'N' 这样的字符常量的类型为 int，而在 C++ 中，它们的类型为 char。