C语言学习笔记（八）—— 字符输入/输出和输入验证

一、单字符I/O：getchar()和putchar()

void example1(){
	char ch;
	while((ch = getchar()) != '#'){//getchar()和putchar()每次只读取一个字符，当读取到#时停止循环
		putchar(ch);//比如在控制台输入123#456，则最终会输出123
	}

}

实际上，getchar()和putchar()并不是真正的函数，它们是被定义为供预处理器使用的宏。

二、缓冲区

        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输入，即正在等待的程序可立即使用输入的字符。大部分系统在用户按下Enter键之前不会重复打印刚输入的字符，这种输入形式属于缓冲输入，用户输入的字符被收集并存储在一个被称为缓冲区的临时存储区，用户按下Enter键后，程序才可使用用户输入的字符。

        缓冲分为两类：完全缓冲I/O和行缓冲I/O。完全缓冲I/O指的是当缓冲区被填满时才刷新缓冲区，通常出现在文件输入中。行缓冲I/O指的是出现换行符时刷新缓冲区，键盘输入通常就是行缓冲区I/O。

三、结束键盘输入

1、文件、流和键盘输入

        文件是存储器中存储信息的区域，文件通常都保存在某种永久存储器中，如硬盘等。

        从概念上看，C语言处理的是流，而不是处理文件。流是一个实际输入和输出映射的理想化数据流，打开流的过程就是把流与文件相关联，而且读写都是通过流来完成的。

2、文件结尾

        操作系统可以使用内嵌的Ctrl+Z来标记文件结尾，这曾经是操作系统使用的唯一标记，现在有一些其他的选择，但如果文件有Ctrl+Z标记，操作系统依然会将其视为一个文件结尾标记。

        C语言中，用getchar()读取文件检测到文件结尾时会返回一个特殊的值EOF，它在stdio.h中被定义为-1，即#define EOF -1。使用-1是因为getchar()返回的值通常介于0~255之间，-1不对应任何字符，可以用于标记结尾。

void example2(){
	int ch;
	ch = getchar();
	printf("%d",ch);//输入Ctrl+Z时会返回-1
}

        重复读取字符时可以使用如下形式的表达式：

void example3(){
	char ch;
	while((ch = getchar()) != EOF){//EOF被定义为-1
		putchar(ch);//只有遇到Ctrl+Z时才会停止读取并输出
	}

}

注意：

① 不用定义EOF，它已经在stdio.h文件中定义过了；

② 由于getchar()返回的是int，如果将它的返回赋给char类型的变量，一些编译器会警告可能丢失数据；

四、重定向和文件

        程序可以通过两种方式使用文件，第1种是使用特定的函数打开文件、关闭文件、读取文件、写入文件；第2种设计能与键盘和屏幕互动的程序，通过不同的渠道重定向输入至文件和从文件输出。换而言之，就是把stdin流重新赋给文件，继续使用getchar()函数从输入流中获取数据，但它并不关心从流的什么位置获取数据。它与操作系统有关，与C无关。

1、重定向输入

使用命令如下：

a < redirect.txt

a是使用gcc编译过的可执行文件，< 是操作系统的重定向运算符，该运算符使redirect.txt文本文件与stdin流相关联，把文件中的内容导入a程序。

使用图例如下：

2、重定向输出

使用命令如下：

a > redirect.txt

a是使用gcc编译过的可执行文件，> 是操作系统的重定向运算符，它创建了一个名为redirect.txt的新文件，然后把a的输出（你输入字符的副本）重定向至该文件中。重定向把stdout从显示设备赋给redirect.txt文件，如果已经有一个名为redirect.txt的文件，通常会擦除该文件内容（有的操作系统有保护文件的选项，使其成为只读文件），所有出现在文件中的字符都是你刚才输入的。

使用图例如下：

3、重定向使用规则

① 重定向运算符连接一个可执行程序（包括标准操作系统命令）和一个数据文件，不能用于连接一个数据文件和另一个数据文件，也不能用于连接一个程序和另外一个程序；

② 重定向运算符不能读取多个文件的输入，也不能把输出定向至多个文件；

③ 文件名与运算符之间的空格并不是必须的。

组合命令如下：

 a < redirect.txt > new.txt

使用图例如下：

五、缓冲输入

缓冲输入时要注意，缓冲输入要求用户按下Enter键发送输入，这一动作同样也传递了换行符，所以要注意进行判断，如下：

void example4(){
	char ch;

	while((ch=getchar())!='y'){
		if(ch!='\n'){//如果不加这个条件判断，下面的打印语句会打印再次，因为缓冲输入这一动作传递了换行符
			printf("char is %c\n",ch);
		}
	}
}