单字符I/O: getchar()和putchar()
getchar()
和 putchar()
每次只处理一个字符。 你可能认为这种方法实在太笨拙了, 毕竟与我们的阅读方式相差甚远。 但是, 这种方法很适合计算机。 而且, 这是绝大多数文本(即, 普通文字) 处理程序所用的核心方法。
如下程序获取从键盘输入的字符, 并把这些字符发送到屏幕上。 程序使用while循环, 当读到#字符时停止。
#include <stdio.h>
int main(void) {
char ch;
while ((ch = getchar()) != '#')
putchar(ch);
return 0;
}
自从ANSI C标准发布以后, C就把stdio.h头文件与使用getchar()
和putchar()
相关联, 这就是为什么程序中要包含这个头文件的原因(其实,getchar()
和 putchar()
都不是真正的函数, 它们被定义为供预处理器使用的宏, 我们在第16章中再详细讨论) 。 运行该程序后, 与用户的交互如下:
Hello, there. I would[enter]
Hello, there. I would
like a #3 bag of potatoes.[enter]
like a
如下这样回显用户输入的字符后立即重复打印该字符是属于无缓冲(或直接) 输入, 即正在等待的程序可立即使用输入的字符。
HHeelllloo,, tthheerree..II wwoouulldd[enter]
lliikkee aa #
为何输入的字符能直接显示在屏幕上? 如果用一个特殊字符(如, #) 来结束输入, 就无法在文本中使用这个字符, 是否有更好的方法结束输入?
缓冲区Buffers:
为什么要有缓冲区? 首先, 把若干字符作为一个块进行传输比逐个发送这些字符节约时间。 其次, 如果用户打错字符, 可以直接通过键盘修正错误。 当最后按下Enter键时, 传输的是正确的输入。虽然缓冲输入好处很多, 但是某些交互式程序也需要无缓冲输入。 例如, 在游戏中, 你希望按下一个键就执行相应的指令。 因此, 缓冲输入和无缓冲输入都有用武之地。
缓冲分为两类: 完全缓冲I/O和行缓冲I/O。 完全缓冲输入指的是当缓冲区被填满时才刷新缓冲区(内容被发送至目的地), 通常出现在文件输入中。 缓冲区的大小取决于系统, 常见的大小是 512 字节和 4096 字节。 行缓冲I/O指的是在出现换行符时刷新缓冲区。 键盘输入通常是行缓冲输入, 所以在按下Enter键后才刷新缓冲区。
那么, 使用缓冲输入还是无缓冲输入? ANSI C和后续的C标准都规定输入是缓冲的, 不过最初K&R把这个决定权交给了编译器的编写者。
ANSI C决定把缓冲输入作为标准的原因是: 一些计算机不允许无缓冲输入。 如果你的计算机允许无缓冲输入, 那么你所用的C编译器很可能会提供一个无缓冲输入的选项。 例如, 许多IBM PC兼容机的编译器都为支持无缓冲输入提供一系列特殊的函数, 其原型都在conio.h头文件中。 这些函数包括用于回显无缓冲输入的getche()函数和用于无回显无缓冲输入的getch()函数(回显输入意味着用户输入的字符直接显示在屏幕上, 无回显输入意味着击键后对应的字符不显示)。UNIX系统使用另一种不同的方式控制缓冲。 在UNIX系统中,可以使用ioctl()函数(该函数属于UNIX库,但是不属于C标准) 指定待输入的类型, 然后用getchar()执行相应的操作。 在ANSI C中, 用setbuf()
和setvbuf()
函数(详见第13章) 控制缓冲, 但是受限于一些系统的内部设置, 这些函数可能不起作用。 总之, ANSI没有提供调用无缓冲输入的标准方式, 这意味着是否能进行无缓冲输入取决于计算机系统。 在这里要对使用无缓冲输入的朋友说声抱歉, 本书假设所有的输入都是缓冲输入。

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