关于C之缓冲输入

先看一个看似很简单的例子： 

#include 
int main(void) { 
    char ch;
    while ((ch = getchar()) != '#')
        putchar(ch);
    return 0;
}

|Hello, there. I would[enter]
Hello, there. I would
|like a #3 bag of potatoes.[enter]
like a

在while循环里面，按常理理解，先通过getchar()输入一个字符，由于!='#'，就直接执行putchar()函数在屏幕上打印输出刚输入的字符，但结果并非如此。通过断点调试发现，在输入一大段字符的过程中循环体里面putchar(ch);这行始终没有执行，直至按下回车键[Enter]时，断点才跳到putchar(ch); 把刚输入的字符全部打印出来了。也就是说，不按回车键，就把输入的字符一直存入缓冲区，就无法执行下面的打印语句，直到按下回车键结束缓冲区为止。（注：回车符[Enter]也是一个字符'\n'也会被缓冲，能被getchar()读取）

如果在老式系统运行上面的程序， 你输入文本时可能显示如下：

HHeelllloo,, tthheerree..II wwoouulldd[enter]
lliikkee aa #

while循环中先getchar一个字符'H'，然后执行循环体里面的函数putchar立即打印这个字符'H'，即输入什么就立马打印什么，[Enter]键单纯的就是换行。其他字符输入输出一样的道理。这样理解，上面的显示就完全解释的通了。

以上行为是个例外。像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。

你可能好奇，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？要回答这些问题，首先要了解 C程序如何处理键盘输入，尤其是缓冲和标准输入文件的概念。 

对于该例，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储存在一个被称为缓冲区（ buffer）的临时存储区，按下Enter键后，程序才可使用用户输入的字符。

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。 你可以运行最上面的程序观察输出的情况，了解所用的输出类型。

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。鉴于此，在这里要对所有的输入都是缓冲输入。