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Pwn 基础之C/C++（七）：输入输出、类型转换与函数指针

本篇目标：掌握常用 I/O，理解 C 的类型转换规则，并学会阅读函数指针。

预计阅读时间：20 分钟。

1. printf 格式输出

常见格式：

格式 对应类型或用途
%d int 十进制
%u unsigned int
%x 无符号十六进制
%c 字符
%s C 字符串
%p 指针
%zu size_t
%ld long
%lld long long
%f 浮点输出 
int number = 100;
char text[] = "hello";

printf("number = %d\n", number);
printf("hex = 0x%x\n", number);
printf("text = %s\n", text);
printf("address = %p\n", (void *)&number);

格式说明符必须与实际参数类型匹配。

2. scanf 

int value;

printf("Input: ");
if (scanf("%d", &value) == 1) {
    printf("value = %d\n", value);
}

必须传 &value，因为 scanf 需要知道目标变量地址才能写入结果。

返回值表示成功完成了多少项转换，应检查它，而不是默认输入永远有效。

3. getchar 与 putchar 

int ch = getchar();

if (ch != EOF) {
    putchar(ch);
}

getchar 返回 int，因为除了所有 unsigned char 值之外，还需要表示特殊值 EOF。

4. 使用 fgets 读取一行 

char buffer[64];

if (fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin) != NULL) {
    printf("input: %s", buffer);
}

fgets 最多读取容量减一的字符，并补上字符串结束符。读取到的换行符通常会保留。

移除换行：

#include <string.h>

buffer[strcspn(buffer, "\n")] = '\0';

5. 文件操作 

FILE *file = fopen("data.txt", "r");

if (file == NULL) {
    perror("fopen");
    return 1;
}

char buffer[128];
while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file) != NULL) {
    printf("%s", buffer);
}

fclose(file);

常见模式：

模式 含义
r 只读
w 写入并覆盖原内容
a 追加
rb 二进制只读
wb 二进制写入

成功打开后要在合适的路径调用 fclose。

6. 隐式与显式转换

隐式转换：

int value = 10;
double result = value;

显式转换：

double value = 3.14;
int integer = (int)value;

转换为整数后小数部分被舍弃。

7. 整数提升

比 int 小的整数类型参与算术运算时，通常先提升：

char a = 10;
char b = 20;
int result = a + b;

表达式不是简单地始终按原来的 char 类型计算。

8. 有符号与无符号混合 

int signed_value = -1;
unsigned int unsigned_value = 1;

比较或运算前会进行通常算术转换，负的有符号值可能被转换成很大的无符号值。

阅读表达式时按顺序确认：

  1. 操作数原始类型；
  2. 整数提升后的类型；
  3. 两侧统一后的类型；
  4. 最终位模式如何解释。

建议开启警告：

gcc -Wall -Wextra -Wconversion program.c -o program

9. 指针类型转换 

void *raw = pointer;
int *number = (int *)raw;

转换不会改变地址中的字节，只会改变编译器对目标的解释。使用前仍要保证地址、类型、大小和对齐都符合要求。

10. 函数指针 

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int multiply(int a, int b)
{
    return a * b;
}

声明：

int (*operation)(int, int);

含义是：operation 指向一个接收两个 int、返回 int 的函数。

operation = add;
printf("%d\n", operation(2, 3));

operation = multiply;
printf("%d\n", operation(2, 3));

11. 用 typedef 简化函数指针 

typedef int (*BinaryOperation)(int, int);

BinaryOperation operation = add;

回调示例：

int calculate(int a, int b, BinaryOperation operation)
{
    return operation(a, b);
}

函数指针常用于回调、事件处理、状态机和通用算法。

本篇练习

  1. 用 fgets 读取一行并移除换行。
  2. 读取文本文件并逐行输出。
  3. 观察 -1 与无符号整数比较时的结果。
  4. 编写加、减、乘三个函数，用函数指针选择操作。
  5. 使用 typedef 定义比较函数类型。

本篇小结

  • 格式化 I/O 必须匹配真实类型；
  • 输入函数的返回值需要检查；
  • fgets 适合按容量读取一行；
  • 类型转换会改变数值的解释或表示；
  • 函数也有地址，函数指针可以保存和调用它。

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