Universidad Carlos III de Madrid

Grado en Ing. Telemática/Sist. Audiovisuales/Sist. de Comunicaciones

Arquitectura de Sistemas

Septiembre 2012 - Enero 2013

3. Funciones E/S para tipos de datos

En vez de leer carácter a carácter, podemos leer tipos de datos de una vez como enteros, cadenas de caracteres, etc. Para ello contamos con las funciones gets, que lee cadenas de caracteres, y scanf, que además maneja otros tipos de datos, y que veremos a continuación. De la misma manera, podemos escribir una cadena de caracteres con puts y otros tipos de datos de una vez con la función printf que ya habéis visto. Aquí hablaremos un poco más sobre ella.

3.1. La función gets

Para leer de entrada una línea carácter a carácter ya hemos visto las funciones getc y getchar. Para leer una línea completa contamos con diferentes funciones; una de ellas es gets:

#include <stdio.h>
char *gets(char *s);

Los caracteres leídos de entrada se guardan en el array s. La función deja de leer y añade el carácter de terminación '\0' cuando encuentra el carácter de nueva línea o el de fin de fichero EOF. Si todo va bien devuelve s, y si hay algún error devuelve un puntero a NULL.

3.2. La función puts

La función puts se usa para escribir una secuencia de caracteres al flujo de salida estándar:

#include <stdio.h>
int *puts(const char *s);

s se refiere al array que contiene la cadena de caracteres. Si la función se realiza correctamente, devuelve 0. Si no, devuelve algo distinto de cero.

El siguiente programa muestra un ejemplo del funcionamiento de gets y puts.

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#include <stdio.h>
#define TAM_MAXIMO 80

int main(void)
{
  char cadena[TAM_MAXIMO];

  printf("Por favor, escribe una línea de no más de 80 caracteres:\n");
  gets(cadena);
  printf("La línea que has introducido es:\n");
  puts(cadena);
  return 0;
}

Nota

Como podéis ver, el uso de gets es algo peligroso. La función no conoce el tamaño del array que le vas a pasar, simplemente va leyendo datos de la entrada hasta que llega al final. Esto da problemas si el usuario teclea más caracteres de lo que puede almacenar el array declarado, pudiendo provocar que otras variables se vean afectadas al ser sobreescritas o, como poco, que la aplicación se comporte de manera inesperada. Más tarde veremos funciones seguras para leer cadenas.

3.3. La función scanf

La función scanf permite leer varios tipos de datos de una sola vez, tales como enteros, números decimales o cadenas de caracteres.

#include <stdio.h>
int scanf(const char *format,...);

Aquí se pueden indicar varios especificadores de formato en la variable de tipo puntero format, dependiendo del tipo que se quiere leer, como con printf. Si todo va bien, devuelve el número de datos leídos. Si hay algún error, devuelve EOF.

Si usamos el especificador %s para leer una cadena, la función lee caracteres hasta encontrar un espacio, un intro, un tabulador, un tabulador vertical o un retorno de carro. Los caracteres que lee se guardan en un array que debe ser lo suficientemente grande como para almacenarlos. Añade el carácter nulo al final automáticamente.

Nota

Al igual que pasaba con gets, es muy peligroso usar scanf para leer cadenas, pues scanf no tiene en cuenta la longitud de lo leído y admitirá que el usuario escriba más caracteres que lo que el array definido en el programa pueda admitir. Como resultado, scanf escribirá los caracteres que ya no quepan en el array definido en otras porciones de memoria que pueden contener otros datos que está usando nuestro programa. Esto desembocará en comportamientos anómalos, en fugas de memoria, etc. Más tarde veremos cómo poder leer cadenas de caracteres de manera más segura.

Con scanf, a diferencia de printf, hay que pasar punteros a los argumentos para que scanf pueda modificar sus valores.

El siguiente programa muestra el uso de scanf para distintos especificadores de formato.

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#include <stdio.h>
#define TAM_MAXIMO 80

int main(void)
{
  char cadena[TAM_MAXIMO];
  int entero1, entero2;
  float decimal;

  printf("Introduce dos enteros separados por un espacio: \n");
  scanf("%d %d", &entero1, &entero2);
  printf("Introduce un número decimal:\n");
  scanf("%f", &decimal);
  printf("Introduce una cadena:\n");
  scanf("%s",cadena);
  printf("Esto es todo lo que has escrito:\n");
  printf("%d %d %f %s\n",entero1,entero2,decimal,cadena);
  return 0;
}

Nota que en la línea 15 usamos scanf para leer una serie de caracteres, y esos caracteres (más el caracter de terminación de cadena) se guardan en el array apuntado por cadena. Sin embargo, aquí no se utiliza el operador de dirección &, porque el propio nombre de un array (cadena en este caso), apunta (es equivalente) a la dirección de comienzo del propio array.

3.4. La función printf

La función printf (que deriva su nombre de print formatted) imprime un mensaje por pantalla utilizando una cadena de formato que incluye las instrucciones para mezclar múltiples cadenas en la cadena final a mostrar por pantalla. Lenguajes como Java también incluyen funciones similares a esta (ver Método printf de la clase PrintStream).

printf es una función especial porque recibe un número variable de parámetros. El primer parámetro es fijo y es la cadena de formato. En ella se incluye texto a imprimir literalmente y marcas a reemplazar por texto que se obtiene de los parámetros adicionales. Por tanto, printf se llama con tantos parámetros como marcas haya en la cadena de formato más uno (la propia cadena de formato). El siguiente ejemplo muestra cómo se imprime el valor de la variable contador.

printf("El valor es %d.\n", contador);

El símbolo % denota el comienzo de la marca de formato. La marca %d se reemplaza por el valor de la variable contador y se imprime la cadena resultante. El símbolo \n representa un salto de línea. La salida, por defecto, se justifica a la derecha del ancho total que le hallamos dado al campo, que por defecto tiene como longitud la longitud de la cadena.

Si en la cadena de formato aparecen varias marcas, los valores a incluir se toman en el mismo orden en el que aparecen. La siguiente figura muestra un ejemplo en el que la cadena de formato tiene tres marcas, %s, %d y %5.2f, que se procesan utilizando respectivamente la cadena red, el entero 1234567 y el número real 3.14.

No se comprueba que el número de marcas en la cadena de formato y el número de parámetros restantes sea consistente. En caso de error, el comportamiento de printf es indeterminado.

Las marcas en la cadena de formato deben tener la siguiente estructura (los campos entre corchetes son optativos):

%[parameter][flags][width][.precision][length]type

Toda marca, por tanto, comienza por el símbolo % y termina con su tipo. Cada uno de los nombres (parameter, flags, width, precision, length y type) representa un conjunto de valores posibles que se explican a continuación.

Parameter Descripción
n$ Se reemplaza n por un número para cambiar el orden en el que se procesan los argumentos. Por ejemplo %3$d se refiere al tercer argumento independientemente del lugar que ocupa en la cadena de formato.
Flags Descripción
número Rellena con espacios (o con ceros, ver siguiente flag) a la izquierda hasta el valor del número.
0 Se rellena con ceros a la izquierda hasta el valor dado por el flag anterior. Por ejemplo %03d imprime un número justificado con ceros hasta tres dígitos.
+ Imprimir el signo de un número
- Justifica el campo a la izquierda (por defecto ya hemos dicho que se justifica a la derecha)
# Formato alternativo. Para reales se dejan ceros al final y se imprime siempre la coma. Para números que no están en base 10, se añade un prefijo denotando la base.
Width Descripción
número Tamaño del ancho del campo donde se imprimirá el valor.
* Igual que el caso anterior, pero el número a utilizar se pasa como parámetro justo antes del valor. Por ejemplo printf("%*d", 5, 10) imprime el número 10, pero con un ancho de cinco dígitos (es decir, rellenará con 3 espacios en blanco a la izquierda).
Precision Descripción
número Tamaño de la parte decimal para números reales. Número de caracteres a imprimir para cadenas de texto
* Igual que el caso anterior, pero el número a utilizar se pasa como parámetro justo antes del valor. Por ejemplo printf("%.*s", 3, "abcdef") imprime abc.
Length Descripción
hh Convertir variable de tipo char a entero e imprimir
h Convertir variable de tipo short a entero e imprimir
l Para enteros, se espera una variable de tipo long.
ll Para enteros, se espera una variable de tipo long long.
L Para reales, se espera una variable de tipo long double.
z Para enteros, se espera un argumento de tipo size_t.
Type Descripción
%c Imprime el carácter ASCII correspondiente
%d, %i Conversión decimal con signo de un entero
%x, %X Conversión hexadecimal sin signo
%p Dirección de memoria (puntero)
%e, %E Conversión a coma flotante con signo en notación científica
%f, %F Conversión a coma flotante con signo, usando punto decimal
%g, %G Conversión a coma flotante, usando la notación que requiera menor espacio
%o Conversión octal sin signo de un entero
%u Conversión decimal sin signo de un entero
%s Cadena de caracteres (terminada en '\0')
%% Imprime el símbolo %

3.4.1. Ejemplos de marcas de formato

Las marcas de formato que se incluyen como parte de la cadena que se pasa como primer parámetro a printf ofrece muchas posibilidades. A continuación se muestran algunos ejemplos:

  • Especificar el ancho mínimo: Podemos poner un entero entre el símbolo de porcentaje (%) y el especificador de formato, para indicar que la salida alcance un ancho mínimo. Por ejemplo, %10f asegura que la salida va a tener al menos 10 espacios de ancho. Esto es útil cuando se van a imprimir datos en forma de columnas. Por ejemplo, si tenemos:

    int num = 12; 
    int num2 = 12345; 
    printf("%d\n",num2); 
    printf("%5d\n",num);

    se imprime:

    12345 
       12
  • Alinear la salida: Por defecto, la salida cuando se especifica ancho mínimo está justificada a la derecha. Para justificarla a la izquierda, hay que preceder el dígito de la anchura con el signo menos (-). Por ejemplo, %-12d especifica un ancho mínimo de 12, saca la salida justificada a la izquierda.

  • Especificador de precisión: Puedes poner un punto (.) y un entero después de especificar un ancho de campo mínimo para especificar la precisión. En un dato de tipo float, esto permite especificar el número de decimales a sacar. En un dato de tipo entero o en cadenas de caracteres, especifica el ancho o longitud máxima.

Comprueba con estas preguntas si has entendido este documento.

  1. Queremos imprimir la cadena guardada en char string[30]; con la función printf:

    • Tenemos que usar printf("%c\n",string[0]);.

    • Tenemos que usar printf("%s\n",string[0]);.

    • Tenemos que usar printf("%s\n",string);