1.5 C语言之字符输入输出

一、概述

字符文本流，是由多行字符构成的字符序列，而每行字符都由0个或多个字符组成，行末是一个换行符。
标准库提供的输入输出模型，用于读取文本内容到内存中（输入），将内存中的字符写入文件中（输出）
标准库提供了一次读写一个字符的功能，getchar(), putchar()

#include 
main()
{
	char c = getchar(); // 从文本流中读入下一个输入字符（从键盘输入），并将其结果值返回
	putchar(c); // 打印变量c
}

利用getchar和putchar写一个简单的例子：输入一个字符，将它复制到输出，循环往复，直到文件结束符（EOF）退出
基本思路：
输入一个字符
while(输入的字符不是文件结束符)
输出刚输入的字符
输入下一个字符

#include 
/*
   把输入复制到输出
*/
main()
{
	int c;
	while ((c = getchar()) != EOF)
	{
		putchar(c);
	}
}

关系运算符!=表示不等于
C语言中，在没有输入时，getchar将返回一个特殊值，这个特殊值与任何实际字符都不同，这个字符就是EOF（end of file），表示文字流（stream）的结尾。这里的文字流，可以是文件（file），也可以是标准输入（stdin）。EOF不是特殊字符，而是一个定义在头文件stdio.h的常量，一般等于-1。在windows下输入EOF需要输入CTRL+Z，在UNIX系统下输入EOF需要输入CTRL+D

二、字符计数

编写一个程序，统计总共输入了多少个字符

#include 
main()
{
	long count = 0;
	while (getchar() != EOF)
	{
		// ++ 执行加1操作，等同于 count = count + 1
		++count;
	}
	printf("%ld\n", count);
}

练习：使用for改写上面的程序

#include 
main()
{
	long count = 0;
	for (;getchar() != EOF; ++count)
		;// 注意这个分号必须得加，表示for的循环体语句
	printf("%ld\n", count);
}

三、行计数

编写一个程序，统计总共输入了多少行字符

#include 
main()
{
	int count=0, c;
	while ((c = getchar()) != EOF)
	{
	    // = 赋值，== 等于, '\n' 表示换行
		if (c == '\n')
		{
			++count;
		}
	}
	printf("%d\n", count);
}

需要注意的是，单引号中字符表示一个整型值，该值等于此字符在机器字符集中对应的数值，我们称之为字符常量。它只不过是小整型数的一种写法，比如，‘A’ 是一个字符常量：在ASCII字符集中其值为65，当然，用’A’比用65更具有表达性，且与具体的字符集无关。

	printf("%c\n", 'A');
	printf("%c\n", 'a');
	printf("%d\n", 'A');
	printf("%d\n", 'a');

练习：使用for改写上面的程序

#include 
main()
{
	int count=0, c;
	for(;(c=getchar())!=EOF;)
	{
		if (c == '\n')
		{
			++count;
		}
	}
	printf("%d\n", count);
}

四、单词计数

#include 
#define OUT_WORD 1 // 不在单词中，遇到空格、换行符、制表符，state设置成 OUT_WORD
#define IN_WORD 0  // 在单词中，遇到单词的第一个字符时，state设置成 IN_WORD，并进行单词计数

// 编写一个程序，统计输入行数(lines)、单词数(words)、字符数(charactors)
// 这里假定单词中不包含空格、换行符、制表符
main()
{
	
	int c, nl, nw, nc, state;
	state = OUT_WORD; // 初始值，不在单词中
	nl = nw = nc = 0; // 连续赋值，从右至左
	while ((c = getchar()) != EOF)
	{
		++nc; // 字符数
		if (c == '\n')
			++nl; // 行数
		// || 代表逻辑或，&&代表逻辑与，两个都是短路运算符，比如
		// a||b 当a条件为真，则整个表达式结果为真，则不再执行条件b
		// a&&b 当a条件为假，则整个表达式结果为假，则不再执行条件b
		if (c == ' ' || c == '\n' || c == '\t') 
			state = OUT_WORD;
		else if (state == OUT_WORD) {
			state = IN_WORD;
			++nw; // 单词数
		}
	}
	printf("行数:%d, 单词数:%d, 字符数:%d", nl, nw, nc);
}

五、练习

1. 验证 getchar() != EOF 的值是0还是1

#include 
main()
{
	// 输入CTRL+Z, 0
	// 输入其他字符, 1
	printf("%d", getchar() != EOF);
}

2. 编写一个打印EOF值的程序

#include 
main()
{
	printf("%d", EOF);
}

3. 编写一个统计空格、制表符、换行符个数的程序

#include 
// 统计空格、制表符、换行符个数
main()
{
	long sc, tc, nc, c;
	sc = 0;
	tc = 0;
	nc = 0;
	while ((c = getchar()) != EOF)
	{
		if (c == ' ')
			++sc;
		if (c == '\t')
			++tc;
		if (c == '\n')
			++nc;
	}

	printf("%ld, %ld, %ld\n", sc, tc, nc);
}

4. 编写一个将输入复制到输出的程序，并将其中连续的多个空格用一个空格代替

#include 

// 编写一个将输入复制到输出的程序，并将其中连续的多个空格用一个空格代替
// 关键思路：如何将连续的多个空格用一个空格代替？
// 假如有3个空格，那么只打印第1个即可，后面的2个空格全部舍弃
// 那么如果当前字符是空格的话，就得判断前面的字符是不是空格，如果是空格，当前空格舍弃；如果不是空格，说明不是连续空格，打印当前空格
// 那么既然可以只打印第1个，理论上当然也可以只打印最后1个空格
main()
{
	int c;
	// 上一个字符
	int lc = 's'; 
	while ((c = getchar()) != EOF)
	{
		if(c != ' ')
			putchar(c);
		// 如果上一个字符是空格，丢弃当前空格；如果上一个字符不为空格，那么输出当前空格
		if(c == ' ')
			if(lc != ' ')
				putchar(c);
		lc = c;
	}
}

#include 

// 编写一个将输入复制到输出的程序，并将其中连续的多个空格用一个空格代替
// 那么既然可以只打印第1个，理论上当然也可以只打印最后1个空格
// 如果只打印第最后1个空格，什么时候打印呢，当它后面的字符不是空格时，打印
main()
{
	// 当前输入字符
	int c;
	// 上一个字符
	int lc = 's';
	while ((c = getchar()) != EOF)
	{
		if (c != ' ')
		{
			if (lc == ' ')
			{
				putchar(lc);
			}
			putchar(c);
		}
		lc = c;
	}
}

那么如果我不选择第1个和最后1个，可以吗？假定有n（0~n-1）个空格，从中选出1个，那么第1个和最后1个永远是最简单的情况
如果要从1~n-2中选一个打印，那么选吧，选哪一个呢，理论上当然也是可以的，只不过编码起来有些冗余。我不再做过多挣扎

5. 编写一个将输入复制到输出的程序，并将其中的制表符替换成\t，把回车符替换为\b，把反斜杠替换为\。这样可以将制表符和回退符以可见的方式显示出来

#include 

// 编写一个将输入复制到输出的程序，
// 并将其中的制表符替换成\t，把回车符替换为\b，把反斜杠替换为\\。这样可以将制表符和回退符以可见的方式显示出来
main()
{
	// 当前输入字符
	int c;
	while ((c = getchar()) != EOF)
	{
		if (c == '\t')
			printf("\\t");
		else if (c == '\b')  // 存疑，回退符如何输入
			printf("\\b");
		else if (c == '\\')
			printf("\\\\");
		else 
			putchar(c);
					
	}
}

6. 你准备如何测试单词计数程序？如果程序中存在错误，那么什么样的输入最有可能发现这类错误呢？

• 常规测试，输入字符中包含单词、空格、制表符、回车进行测试
• 边界条件最容易发现错误：比如
  • 没有输入
  • 没有单词，只有换行符
  • 没有单词，只有空格、制表符、换行符
  • 每个单词各占一行
  • 单词位于行首
  • 单词位于一串空格之后的情况

7. 编写一个程序，以每行一个单词的形式打印其输入

#include 
#define OUT_WORD 1 // 不在单词中，遇到空格、换行符、制表符，state设置成 OUT_WORD
#define IN_WORD 0  // 在单词中，遇到单词的第一个字符时，state设置成 IN_WORD

//  编写一个程序，以每行一个单词的形式打印其输入
main()
{
	int c, state;
	state = OUT_WORD; // 初始值，不在单词中
	while ((c = getchar()) != EOF)
	{
		if (c == ' ' || c == '\n' || c == '\t') {
			if (state == IN_WORD) {
				state = OUT_WORD;
				putchar('\n'); // 单词结束
			}
		} else if (state == OUT_WORD) {
			state = IN_WORD;
			putchar(c); // 单词开始
		} else 
			putchar(c); // 单词除了首尾字符之外的其他字符
	}
}