The C Programming Language（第 2 版） 笔记 / 7 输入与输出 / 7.1 标准输入/输出

参考文献：The C Programming Language

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7 输入与输出

输入／输出功能并不是 C 语言本身的组成部分，所以到目前为止，我们并没有过多地强调
但是，程序与环境之间的交互比我们在前面部分中描述的情况要复杂很多
本章将讲述标准库，介绍一些输入/输出函数、字符串处理函数、存储管理函数与数学函数，以及其它一些 C 语言程序的功能
本章讨论的重点将放在输入/输出上

ANSI 标准精确地定义了这些库函数，所以，在任何可以使用 C 语言的系统中都有这些函数的兼容形式
如果程序的系统交互部分仅仅使用了标准库提供的功能，则可以不经修改地从一个系统移植到另一个系统中

这些库函数的属性分别在十多个头文件中声明，前面已经遇到过一部分，如 、 和
附录 B 对标准库进行了详细的描述

7.1 标准输入/输出

在第 1 章中讲过，标准库实现了简单的文本输入/输出模式
文本流由一系列行组成，每一行的结尾是一个换行符
如果系统没有遵循这种模式，则标准库将通过一些措施使得该系统适应这种模式
例如，标准库可以在输入端将回车符和换行符都转换为换行符，而在输出端进行反向转换

最简单的输入机制是使用 getchar 函数从标准输入中（一般为键盘）一次读取一个字符：int getchar(void)

getchar 函数在每次被调用时返回下一个输入字符，若遇到文件结尾，则返回 EOF
符号常量 EOF 在头文件 中定义，其值一般为 -1
程序中应该使用 EOF 来测试文件是否结束，这样才能保证程序同 EOF 的特定值无关

在许多环境中，可以使用符号 < 来实现输入重定向，它将把键盘输入替换为文件输入
如果程序 prog 中使用了函数 getchar，则命令行 prog 将使得程序 prog 从输入文件 infile（而不是从键盘）中读取字符
实际上，程序 prog 本身并不在意输入方式的改变，并且，字符串 " 也并不包含在 argv 的命令行参数中
如果输入通过管道机制来自于另一个程序，那么这种输入切换也是不可见的
比如，在某些系统中，命令行 otherprog | prog 将运行两个程序 otherprog 和 prog
并将程序 otherprog 的标准输出通过管道重定向到程序 prog 的标准输入上

函数 int putchar(int) 用于输出数据
putchar(c) 将字符 c 送至标准输出上，在默认情况下，标准输出为屏幕显示
如果没有发生错误，则函数 putchar 将返同输出的字符，如果发生了错误，则返回 EOF
同样，通常情况下，也可以使用 > 输出文件名 的格式将输出重定向到某个文件中
例如，如果程序 prog 调用了函数 putchar
那么命令行 prog > 输出文件名 将把程序 prog 的输出从标准输出设备重定向到文件中
如果系统支持管道，那么命令行 prog | anotherprog
将把程序 prog 的输出从标准输出通过管道重定向到程序 anotherprog 的标准输入中

函数 printf 也向标准输出设备上输出数据
我们在程序中可以交叉调用函数 putchar 和 printf，输出将按照函数调用的先后顺序依次产生

使用输入/输出库函数的每个源程序文件必须在引用这些函数之前包含语句 #include

当文件名用一对尖括号 < 和 > 括起来时，预处理器将在由具体实现定义的有关位置中查找指定的文件
例如在 UNIX 系统中，文件一般放在目录 /usr/include 中

许多程序只从一个输入流中读取数据，并且只向一个输出流中输出数据
对于这样的程序，只需要使用函数 getchar、putchar 和 printf 实现输入/输出即可，并且对程序来说已经足够了
特别是，如果通过重定向将一个程序的输出连接到另一个程序的输入，仅仅使用这些函数就足够了
例如，考虑下列程序 lower，它用于将输入转换为小写字母的形式：

#include  
#include 

main() /* lower: convert input to lower case*/ 
{ 
    int c 
    while ((c = getchar()) != EOF) 
        putchar(tolower(c)); 
    return 0; 
}

函数 tolower 在头文件 中定义，它把大写字母转换为小写形式，并把其它字符原样返回
我们在前面提到过，头文件 中的 getchar 和 putchar “ 函数 ” 以及 中的 tolower “ 函数 ” 一般都是宏
这样就避免了对每个字符都进行函数调用的开销，我们将在 8.5 节介绍它们的实现方法
无论 中的函数在给定的机器上是如何实现的，使用这些函数的程序都不必了解字符集的知识

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参考文献：The C Programming Language

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