C言語のstdin stdout stderrとは? 役割と基本の読み書き

// printf_stdout.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    // %d, %f, %s などのフォーマット指定で整形して表示します
    int answer = 42;
    double pi = 3.14159;
    const char *name = "C beginner";

    // \n を付けると行バッファの場合すぐ表示されやすいです
    int n = printf("Hello, %s! answer=%d, pi=%.2f\n", name, answer, pi);

    // 戻り値の確認もできます
    if (n < 0) {
        // 出力に失敗した場合
        fprintf(stderr, "printfに失敗しました\n");
        return 1;
    }
    return 0;
}

// puts_putchar.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    puts("1行目です");       // 末尾に自動で \n が付く
    puts("2行目も自動改行");
    putchar('A');            // 1文字出力
    putchar('\n');           // 自分で改行を付ける
    return 0;
}

// progress_fflush.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("処理中");           // \n を付けていないので、環境によっては見えないことがある
    fflush(stdout);            // ここで強制的に表示

    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        // 時間のかかる処理のつもりで重い計算を少し回します
        volatile unsigned long x = 0;
        for (unsigned long j = 0; j < 50000000UL; ++j) {
            x += j;            // 何か計算することで最適化されにくくする
        }
        printf(".");           // 進捗をドットで表示
        fflush(stdout);        // すぐに見せたいのでフラッシュ
    }
    printf("\n完了\n");
    return 0;
}

// scanf_basic.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    int age;
    char name[100];

    printf("年齢を入力してください: ");
    if (scanf("%d", &age) != 1) {                    // 戻り値チェック
        fprintf(stderr, "年齢の読み取りに失敗しました\n");
        return 1;
    }

    printf("名前を入力してください(空白なし): ");
    if (scanf("%99s", name) != 1) {                  // 幅指定でバッファあふれ対策
        fprintf(stderr, "名前の読み取りに失敗しました\n");
        return 1;
    }

    printf("こんにちは、%sさん(%d歳)!\n", name, age);
    return 0;
}

// getchar_one.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    int ch;

    printf("1文字入力してください: ");
    ch = getchar();           // 1文字だけ読み取る
    if (ch == EOF) {
        fprintf(stderr, "EOFが入力されました\n");
        return 1;
    }

    printf("あなたが入力したのは '%c' です(コード: %d)\n", ch, ch);
    return 0;
}

// consume_newline.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    int n;
    printf("整数を入力してください: ");
    if (scanf("%d", &n) != 1) {
        fprintf(stderr, "整数の読み取りに失敗しました\n");
        return 1;
    }

    // 改行を捨てる: scanfは末尾の改行を消費しない場合がある
    int c;
    while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF) {
        // 何もしない(残りを捨てる)
    }

    printf("続けますか? y/n: ");
    int ans = getchar();
    if (ans == EOF) {
        fprintf(stderr, "入力が得られませんでした\n");
        return 1;
    }

    if (ans == 'y' || ans == 'Y') {
        printf("続行します\n");
    } else {
        printf("中止します\n");
    }
    return 0;
}

// use_stderr.c
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc < 2) {
        // 使い方の誤りはstderrへ
        fprintf(stderr, "使い方: %s <ファイル名>\n", argv[0]);
        return 2; // コマンドの使い方エラーを示すコード
    }

    printf("指定されたファイル名は: %s\n", argv[1]); // 通常の情報はstdout
    return 0;
}

// perror_example.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    // 存在しないファイルを開いてみる
    FILE *fp = fopen("not_exist.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        // "fopen: No such file or directory" のように出力
        perror("fopen");  // 引数はプレフィックス。NULLでも可
        return 1;
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

// split_streams.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("これはstdoutのメッセージです\n");
    fprintf(stderr, "これはstderrのメッセージです\n");
    return 0;
}

$ ./split_streams > out.txt
これはstderrのメッセージです           ← 画面に表示(エラーはそのまま)
$ cat out.txt
これはstdoutのメッセージです
$ ./split_streams > out.txt 2> err.txt
$ cat out.txt
これはstdoutのメッセージです
$ cat err.txt
これはstderrのメッセージです