大師級經典的著作,要字斟句酌的去讀,去理解。以前在看K&R的The C Programming Language(SecondEdition)
第1.5節的字符輸入/輸出,被getchar()和EOF所迷惑了。可能主要還是由於沒有搞清楚getchar()的工作原理和EOF的用法。因此,感覺很有必要總結一下,不然,很多瑣碎的知識點長時間過後就會淡忘的,只有寫下來才是最好的方法。
其實,getchar()最典型的程序也就幾行代碼而已。本人所用的環境是DebianGNU/Linux,在其他系統下也一樣。
一、getchar的兩點總結:
1.getchar是以行為單位進行存取的。
當用getchar進行輸入時,如果輸入的第一個字符為有效字符(即輸入是文件結束符EOF,Windows下為組合鍵Ctrl+Z, Unix/Linux下為組合鍵Ctrl+D),那麼只有當最後一個輸入字符為換行符'\n'(也可以是文件結束符EOF,EOF將在後面討論)時, getchar才會停止執行,整個程序將會往下執行。譬如下面程序段:
while((c = getchar()) != EOF){
putchar(c);
}
執行程序,輸入:abc,然後回車。則程序就會去執行puchar(c),然後輸出abc,這個地方不要忘了,系統輸出的還有一個回車。然後可以繼續輸入,再次遇到換行符的時候,程序又會把那一行的輸入的字符輸出在終端上。
對於getchar,肯定很多初學的朋友會問,getchar不是以字符為單位讀取的嗎?那麼,既然我輸入了第一個字符a,肯定滿足while循環(c = getchar()) != EOF的條件阿,那麼應該執行putchar(c)在終端輸出一個字符a。不錯,我在用getchar的時候也是一直這麼想的,但是程序就偏偏不著樣執 行,而是必需讀到一個換行符或者文件結束符EOF才進行一次輸出。
對這個問題的一個解釋是,在大師編寫C的時候,當時並沒有所謂終端輸入的概念,所有的輸入實際上都是按照文件進行讀取的,文件中一般都是以行為單位的。因 此,只有遇到換行符,那麼程序會認為輸入結束,然後采取執行程序的其他部分。同時,輸入是按照文件的方式存取的,那麼要結束一個文件的輸入就需用到EOF (Enf Of File). 這也就是為什麼getchar結束輸入退出時要用EOF的原因。
2.getchar()的返回值一般情況下是字符,但也可能是負值,即返回EOF。
這裡要強調的一點就是,getchar函數通常返回終端所輸入的字符,這些字符系統中對應的ASCII值都是非負的。因此,很多時候,我們會寫這樣的兩行代碼:
char c;
c = getchar();
這樣就很有可能出現問題。因為getchar函數除了返回終端輸入的字符外,在遇到Ctrl+D(Linux下)即文件結束符EOF時,getchar ()的返回EOF,這個EOF在函數庫裡一般定義為-1。因此,在這種情況下,getchar函數返回一個負值,把一個負值賦給一個char型的變量是不 正確的。為了能夠讓所定義的變量能夠包含getchar函數返回的所有可能的值,正確的定義方法如下(K&R C中特別提到了這個問題):
int c;
c = getchar();
二、EOF的兩點總結(主要指普通終端中的EOF)
1.EOF作為文件結束符時的情況:
EOF雖然是文件結束符,但並不是在任何情況下輸入Ctrl+D(Windows下Ctrl+Z)都能夠實現文件結束的功能,只有在下列的條件下,才作為文件結束符。
(1)遇到getcahr函數執行時,要輸入第一個字符時就直接輸入Ctrl+D,就可以跳出getchar(),去執行程序的其他部分;
(2)在前面輸入的字符為換行符時,接著輸入Ctrl+D;
(3)在前面有字符輸入且不為換行符時,要連著輸入兩次Ctrl+D,這時第二次輸入的Ctrl+D起到文件結束符的功能,至於第一次的Ctrl+D的作用將在下面介紹。
其實,這三種情況都可以總結為只有在getchar()提示新的一次輸入時,直接輸入Ctrl+D才相當於文件結束符。
2.EOF作為行結束符時的情況,這時候輸入Ctrl+D並不能結束getchar(),而只能引發getchar()提示下一輪的輸入。
這種情況主要是在進行getchar()新的一行輸入時,當輸入了若干字符(不能包含換行符)之後,直接輸入Ctrl+D,此時的Ctrl+D並不是文件 結束符,而只是相當於換行符的功能,即結束當前的輸入。以上面的代碼段為例,如果執行時輸入abc,然後Ctrl+D,程序輸出結果為:
abcabc
注意:第一組abc為從終端輸入的,然後輸入Ctrl+D,就輸出第二組abc,同時光標停在第二組字符的c後面,然後可以進行新一次的輸入。這時如果再次輸入Ctrl+D,則起到了文件結束符的作用,結束getchar()。
如果輸入abc之後,然後回車,輸入換行符的話,則終端顯示為:
abc //第一行,帶回車
abc //第二行
//第三行
其中第一行為終端輸入,第二行為終端輸出,光標停在了第三行處,等待新一次的終端輸入。
從這裡也可以看出Ctrl+D和換行符分別作為行結束符時,輸出的不同結果。
EOF的作用也可以總結為:當終端有字符輸入時,Ctrl+D產生的EOF相當於結束本行的輸入,將引起getchar()新一輪的輸入;當終端沒有字符 輸入或者可以說當getchar()讀取新的一次輸入時,輸入Ctrl+D,此時產生的EOF相當於文件結束符,程序將結束getchar()的執行。
【補充】本文第二部分中關於EOF的總結部分,適用於終端驅動處於一次一行的模式下。也就是雖然getchar()和putchar()確實是按照每次一個字符 進行的。但是終端驅動處於一次一行的模式,它的輸入只有到“\n”或者EOF時才結束,因此,終端上得到的輸出也都是按行的。
如果要實現終端在讀一個字符就結束輸入的話,下面的程序是一種實現的方法(參考《C專家編程》,略有改動)
代碼如下:
/*Edit by Godbach
CU Blog: http://blog.chinaunix.net/u/33048/
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int
main(void)
{
int c;
/* 終端驅動處於普通的一次一行模式 */
system("stty raw");
/* 現在的終端驅動處於一次一個字符模式 */
c = getchar();
putchar();
/* 終端驅動處又回到一次一行模式 */
system("stty cooked");
return 0;
}
編譯運行該程序,則當如入一個字符時,直接出處一個字符,然後程序結束。
由此可見,由於終端驅動的模式不同,造成了getchar()輸入結束的條件不一樣。普通模式下需要回車或者EOF,而在一次一個字符的模式下,則輸入一個字符之後就結束了。