【c语言】键盘缓冲区

什么是键盘缓冲区？

当我们在计算机上输入字符时，这些字符并不会立即被程序处理。相反，它们首先被存储在一个称为键盘缓冲区的临时存储区域中。键盘缓冲区允许程序以适当的方式处理键盘输入，并在需要时获取输入。在本博客中，我们将使用C语言中键盘缓冲区及其使用。

键盘缓冲区是由操作系统提供和管理的。当用户在键盘上按下一个键时，键盘控制器将该键的字符数据发送给计算机的操作系统。然后，操作系统将这些字符存储在键盘缓冲区中，以便稍后被程序读取。

读取键盘缓冲区的常见函数

在C语言中，我们可以使用标准库函数来读取键盘缓冲区中的字符。常见的函数包括getchar()、scanf()和fgets()。

1.getchar()函数：

这个函数从键盘缓冲区中读取一个字符，并返回该字符的ASCII码。例如，下面的代码演示了使用getchar()函数读取一个字符并打印它的ASCII码：

#include 

int main() {
    char ch;

    printf("请输入一个字符：");
    ch = getchar();

    printf("输入的字符是：%c，ASCII码是：%d\n", ch, ch);

    return 0;
}

在这个例子中，我们使用getchar()函数从键盘缓冲区读取一个字符，并将其赋值给变量ch。然后，我们打印该字符以及对应的ASCII码。

2.scanf()函数：

scanf()函数可以用于从键盘缓冲区中读取格式化输入。它可以读取不同类型的数据，如字符、整数、浮点数等。下面是一个简单的示例，演示了使用scanf()函数读取用户输入的整数：

#include 

int main() {
    int num;

    printf("请输入一个整数：");
    scanf("%d", &num);

    printf("你输入的整数是：%d\n", num);

    return 0;
}

在这个例子中，scanf(“%d”, &num)用于读取用户输入的整数，并将其存储到变量num中。注意，我们使用**&运算符获取变量num的地址作为scanf()函数**的参数。

3.fgets()函数：

fgets()函数用于从键盘缓冲区中读取一行字符串。它会读取换行符之前的所有字符，并将其存储在指定的字符串中。下面的示例展示了如何使用fgets()函数读取用户输入的字符串：

#include 

int main() {
    char str[100];

    printf("请输入一个字符串：");
    fgets(str, sizeof(str), stdin);

    printf("你输入的字符串是：%s\n", str);

    return 0;
}

在这个例子中，我们声明了一个字符数组str来存储用户输入的字符串。然后，使用fgets()函数从键盘缓冲区读取输入，并将其存储在str中。
通过上述示例，演示了使用C语言读取键盘缓冲区中的字符和字符串的方法。在实际编程中，我们可以根据需要使用适当的输入函数来处理用户的键盘输入。了解键盘缓冲区及其处理方式对于编写与用户输入相关的程序非常重要，因为它允许我们以控制和灵活的方式与用户进行交互。

键盘缓冲区所带来的错误举例

键盘缓冲区残留字符导致的问题：

#include 

int main() {
    char name[20];
    int age;

    printf("请输入您的名字: ");
    fgets(name, sizeof(name), stdin);

    printf("请输入您的年龄: ");
    scanf("%d", &age);

    printf("您的名字是: %s\n", name);
    printf("您的年龄是: %d\n", age);
    
    return 0;
}

在这个程序中，用户被要求依次输入姓名和年龄。注意，我们使用fgets()函数来读取姓名，以防止姓名中包含空格时出现问题。

然而，由于键盘缓冲区的存在，当使用fgets()读取姓名后，换行符\n会留在缓冲区中。这样，在后续的scanf()函数调用中，换行符会被视为输入，导致用户无法正常输入年龄。

解决这个问题的方法是在调用scanf()之前清除键盘缓冲区中的残留字符。为此，可以使用下面所提到的clearBuffer()函数进行处理，或者使用以下代码段：

int c;
while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF) {
    continue;
}

将上述代码段插入到scanf()函数之前，以清除键盘缓冲区中的残留字符。这样，就可以确保正确读取用户输入的年龄。

通过处理键盘缓冲区中的残留字符，可以避免由于输入操作顺序或换行符导致的程序错误。

如何清理键盘缓冲区？

当我们处理键盘输入时，有时候需要清除键盘缓冲区中的残留字符。如果不清理缓冲区，这些残留字符可能会被错误地读取或干扰程序的正常运行。

在C语言中，有几种方法可以清理键盘缓冲区中的字符。下面介绍三种常用的方法：

1.使用循环读取字符：

通过循环读取键盘缓冲区中的字符，直到缓冲区为空为止。可以使用getchar()函数来实现这个过程。下面是一个示例代码：

#include 

void clearBuffer() {
    int c;
    while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF) {}
}

int main() {
    char name[50];

    printf("请输入你的名字：");
    fgets(name, sizeof(name), stdin);

    // 清理键盘缓冲区
    clearBuffer();

    printf("你好，%s\n", name);

    return 0;
}

在上述示例中，我们定义了一个名为clearBuffer()的函数来清理键盘缓冲区。该函数通过循环调用getchar()函数读取缓冲区中的字符，直到遇到换行符或文件结束符为止。

在main()函数中，我们使用fgets()函数读取用户输入的名字，并将其存储在名为name的字符数组中。然后，调用clearBuffer()函数来清理键盘缓冲区。这样可以确保后续的输入操作不受之前的输入影响。

2.使用fflush(stdin)函数：

fflush(stdin)函数用于刷新输入缓冲区，并清除其中所有的字符。它通常被用来清理键盘缓冲区。下面是一个示例代码：

#include 

int main() {
    char gender;

    printf("请输入你的性别：");
    scanf("%c", &gender);

    // 清理键盘缓冲区
    fflush(stdin);

    printf("你的性别是：%c\n", gender);

    return 0;
}

在上述示例中，我们使用scanf(“%c”, &gender)函数读取用户输入的性别字符，并将其存储在变量gender中。然后，使用fflush(stdin)函数清理键盘缓冲区，以确保后续的输入操作不受之前的输入影响。

注意：尽管**fflush(stdin)**在一些编译器中可以清理键盘缓冲区，但根据C语言标准，fflush()函数****只适用于输出流而非输入流。因此，使用fflush(stdin)可能会导致不可预料的结果。因此，第一种方法（循环读取字符）更为可靠。

3.忽略换行符：

另一种清理键盘缓冲区的方法是忽略换行符。在大多数情况下，用户输入时会敲击回车键，产生一个换行字符。我们可以使用getchar()函数读取并丢弃这个换行符。下面是一个示例代码

#include 

int main() {
    char option;

    printf("请选择一个选项（a/b/c）：");
    scanf("%c", &option);

    // 清理键盘缓冲区中的换行符
    getchar();

    printf("你选择的选项是：%c\n", option);

    return 0;
}

在上述示例中，我们使用scanf(“%c”, &option)函数读取用户输入的选项字符，并将其存储在变量option中。然后，使用getchar()函数读取并丢弃键盘缓冲区中的换行符。
通过上述三种方法，我们可以清理键盘缓冲区中的残留字符，确保程序能够正常处理用户的输入。根据实际需求，选择最适合的方法来清理键盘缓冲区。