为什么有经验的C语言程序员都不推荐使用 scanf() 函数？

C语言初学者一般对 scanf() 函数比较熟悉，它使程序能够接收用户的输入，例如下面这段C语言代码：

int n;
scanf("%d", &n);
printf("n = %d\n", n);

程序运行到 scanf() 时会停下来，等待用户输入一个数字，然后会把该数字存放在变量 n 里。看起来，这段C语言代码可以很好的工作，可为什么几乎每个有经验的C语言程序员都建议不要使用 scanf() 呢？

看了下面几个问题，相信读者就明白了。

第一个问题

程序员小明写出了下面的C语言代码，他打算使用 scanf() 函数和 "%d\n" 格式接收键盘输入的数字，请看：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int n;
    scanf("%d\n", &n);
    printf("n = %d\n", n);

    return 0;
}

编译并执行这段C语言代码，小明发现需要输入两次，程序才会正常打印出 n 的值，否则会一直阻塞在 scanf()：

# gcc t.c
# ./a.out 
123
123
n = 123

这是怎么回事呢？

"\n" 对于 scanf() 来说并不意味着需要换行，而是读取和丢弃空白字符（如空格、换行符等）。事实上，scanf() 格式字符串中的任何空白字符都意味着读取和丢弃空白字符。此外，像 "%d" 这样的格式也会丢弃前导空白字符，所以在编写C语言程序调用 scanf() 时，无需再显式的指定空格了。

因此，scanf("%d\n", &n); 中的 "\n" 会导致 scanf() 读取用户的键盘输入直到遇到非空白字符，并且在这一过程中很可能还需要读取其他行。所以要解决上述问题，可以将“%d\n”改成 "%d"，不再使用 "\n"。

scanf() 是为了尽量满足输入的方便性而设计的，对于 scanf() 来说，空白字符和换行并没有什么不同，所以 "%d %d %d" 格式的 scanf()，用户可以输入：

1 2 3

也可以输入

第二个问题

弄清楚上一个问题后，小明又写了一段C语言程序，它先使用了 scanf() 和 "%d"，接着又调用了 gets() 函数，相关C语言代码如下，请看：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n;
    char str[80];

    printf("enter a number: ");
    scanf("%d", &n);
    printf("enter a string: ");
    gets(str);
    printf("you typed %d and \"%s\"\n", n, str);

    return 0;
}

编译并执行这段C语言代码，小明发现程序跳过了 gets() 的调用：

# gcc t.c
# ./a.out 
enter a number: 123
enter a string: you typed 123 and ""

显然，C语言程序并没有给小明输入 str 的机会，在接收到 123 后，程序就直接打印，结束运行了。这是怎么回事呢？

我们来设想一下，假如小明希望输入下面这两行信息：

123
a string

那么 scanf() 函数将读取 123，但是不会读取后面的换行符，该换行符将保留在标准输入缓冲里，接下来的 gets() 函数遇到缓冲里的换行符时，会立即得到满足（就像小明按下回车一样），第二行的“a string”根本不会被读取。

不过，如果在同一行里同时输入数字和字符串：

123 a string

这段C语言程序就会按照预期输出了，不过，也只是按照预期“输出”而已，程序的逻辑依然是不正常的，预期的 "enter a string" 后并未允许小明输入一段字符串：

# ./a.out 
enter a number: 123 a string
enter a string: you typed 123 and " a string"

事实上，scanf() 和 gets() 不该在一起使用。scanf() 对于换行的处理总是会导致麻烦，所以要么使用 scanf() 读取所有内容，要么就什么都不读。

第三个问题

弄清楚第二个问题后，小明不再混用 scanf() 和 gets() 函数了。scanf() 函数是有返回值的，小明感觉检查 scanf() 函数的返回值会让C语言程序更加安全，于是他写出了下面这样的代码，请看：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n;

    while(1) {
        printf("enter a number: ");
        if(scanf("%d", &n) == 1)
            break;
        printf("try again: ");
    }

    printf("you typed %d\n", n);

    return 0;
}

小明检查 scanf() 函数的返回值，是为了确保用户输入的是数字。但是他的程序有时候会陷入死循环：

这是怎么回事呢？

当 scanf() 尝试解析数字时，遇到任何非数字字符都会终止转换，这些非数字字符会被留在输入流中。因此，如果用户输入了“x”，scanf() 永远不会跳过它，C语言程序将陷入死循环，不断的打印“try again: ”，但是又不真的给用户重新输入的机会。

可见，scanf() 函数有不少不方便的地方。另外，它的 %s 格式和 gets() 有相同的问题——很难保证接收缓冲区不会溢出（这点我之后的文章会细说，敬请关注。）

scanf() 函数还有一个不方便的地方，它的返回值可以告诉调用者是执行成功了还是失败了，但是它只能告诉调用者它失败的大概位置，而不能准确的提供失败原因，所以调用者几乎没有机会进行任何错误恢复。

设计良好的交互输入系统应该允许用户输入任何内容——不仅仅是字母和标点符号，还可以输入多于或者少于预期的字符，或者根本没有字符，以及提前的 EOF 等其他内容，此时使用 scanf() 几乎不可能优雅的处理这些输入。

如果确实要使用 scanf()，应该检查其返回值，以确保输入符合预期。如果使用了 %s 格式，还应该确保缓冲区不会溢出。