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深入了解scanf()/getchar()和gets()等函数

2012-12-04 11:32 127 查看

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| 问题描述一：（分析scanf()和getchar()读取字符） |

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scanf(), getchar()等都是标准输入函数，一般人都会觉得这几个函数非常简单，没什么特殊的。但是有时候却就是因为使用这些函数除了问题，却找不出其中的原因。下面先看一个很简单的程序：

程序1：

#include <stdio.h>

int main()

{

char ch1, ch2;

scanf("%c", &ch1);

scanf("%c", &ch2);

printf("%d %d\n", ch1, ch2);

return 0;

}

或者是：

#include <stdio.h>

int main()

{

char ch1, ch2;

ch1 = getchar();

ch2 = getchar();

printf("%d %d\n", ch1, ch2);

return 0;

}

程序的本意很简单，就是从键盘读入两个字符，然后打印出这两个字符的ASCII码值。可是执行程序后会发现除了问题：当从键盘输入一个字符后，就打印出了结果，根本就没有输入第二个字符程序就结束了。例如用户输入字符'a', 打印结果是97，10。这是为什么呢？

【分析】：

首先我们呢看一下输入操作的原理，程序的输入都建有一个缓冲区，即输入缓冲区。一次输入过程是这样的，当一次键盘输入结束时会将输入的数据存入输入缓冲区，而cin函数直接从输入缓冲区中取数据。正因为cin函数是直接从缓冲区取数据的，所以有时候当缓冲区中有残留数据时，cin函数会直接取得这些残留数据而不会请求键盘输入，这就是例子中为什么会出现输入语句失效的原因！

其实这里的10恰好是回车符！这是因为scanf()和getchar()函数是从输入流缓冲区中读取值的，而并非从键盘(也就是终端)缓冲区读取。而读取时遇到回车(\n)而结束的，这个\n会一起读入输入流缓冲区的，所以第一次接受输入时取走字符后会留下字符\n，这样第二次的读入函数直接从缓冲区中把\n取走了，显然读取成功了，所以不会再从终端读取！这就是为什么这个程序只执行了一次输入操作就结束的原因！
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| 问题描述二：（分析scanf()和gets()读取字符串） |

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首先我们看一下scanf()读取字符串的问题：

程序2：

#include <stdio.h>

int main()

{

char str1[20], str2[20];

scanf("%s",str1);

printf("%s\n",str1);

scanf("%s",str2);

printf("%s\n",str2);

return 0;

}

程序的功能是读入一个字符串输出，在读入一个字符串输出。可我们会发现输入的字符串中不能出现空格，例如：

测试一输入：

Hello world!

输出：

Hello

world!

【分析】到此程序执行完毕，不会执行第二次的读取操作！这个问题的原因跟问题一类似，第一次输入Hello world!后，字符串Hello world!都会被读到输入缓冲区中，而scanf()函数取数据是遇到回车、空格、TAB就会停止，也就是第一个scanf()会取出"Hello"，而"world!"还在缓冲区中，这样第二个scanf会直接取出这些数据，而不会等待从终端输入。
测试二：

Hello[Enter]

Hello[输出]

world[Enter]

world[输出]

【分析】程序执行了两次从键盘读入字符串，说明第一次输入结束时的回车符被丢弃！即：scanf()读取字符串会舍弃最后的回车符！

我们再看一下gets()读取字符串的情况：

用scanf来读取一个字符串时，字符串中是不可以出现空格的，一旦出现空格，后面的数据就会舍弃残留在缓冲区中。其实有另外一个函数是可以接受空格的，那就是gets()，下面我们看一下这个函数的应用，我们把程序2改动一下：

程序3：

#include <stdio.h>

int main()

{

char str1[20], str2[20];

gets(str1);

printf("%s\n",str1);

gets(str2);

printf("%s\n",str2);

return 0;

}

测试：

Hello world! [输入]

Hello world! [输出]

12345 [输入]

12345 [输出]

【分析】显然与上一个程序的执行情况不同，这次程序执行了两次从键盘的读入，而且第一个字符串取了Hello world! 接受了空格符，而没有像上一个程序那样分成了两个字符串！所以如果要读入一个带空格符的字符串时因该用gets(), 而不宜用scanf()!

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| 问题描述三：（getchar()暂停程序，查看程序执行结果）|

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不知道大家有没有遇到过这样的问题，有的编译器程序执行完后的结果界面不会停下而是一闪就没了，以至于看不到执行结果。所以很多人在程序最后加上getchar()语句，目的是想让程序执行完后停下来，等待从终端接收一个字符再结束程序。可是发现有时候这样根本没用，程序照样跳出去了。这是为什么呢？

【分析】原因跟上面例子讲的一样，是因为输入缓冲区中还有数据，所以getchar()会成果读到数据，所以就跳出了！
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| 【总结】 |

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第一：要注意不同的函数是否接受空格符、是否舍弃最后的回车符的问题!

读取字符时：

scanf()以Space、Enter、Tab结束一次输入，不会舍弃最后的回车符（即回车符会残留在缓冲区中）；

getchar()以Enter结束输入，也不会舍弃最后的回车符；

读取字符串时：

scanf()以Space、Enter、Tab结束一次输入

gets()以Enter结束输入（空格不结束），接受空格，会舍弃最后的回车符！
第二：为了避免出现上述问题，必须要清空缓冲区的残留数据，可以用以下的方法解决：

方法1：C语言里提供了函数清空缓冲区，只要在读数据之前先清空缓冲区就没问题了！

这个函数是fflush(stdin)。

方法2：自己取出缓冲区里的残留数据。

（说实话这个语句我也没看懂，呵呵！为什么格式控制是这样的！希望高手指点一下！）

scanf("%[^\n]",string);

C/C++学习笔记2 - cin深入分析(上) - cin输入操作处理

cin<<, cin.get,cin.getline等函数深入分析
很多初学者都认为cin函数是一个很简单的函数，其实不然！cin函数有很多需要了解的知识（比如：cin的返回值是什么，cin提供了哪些成员函数且分别是什么作用，如cin.clear(), cin.ignore(), cin.fail(), cin.good()等等），如果没有很好的掌握，在使用的时候很可能会出问题却不知其原因！而且很多人也确确实实遇到过不少问题，以下是几个简单的例子：
程序1：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int m, n;
cin>>m;
cin>>n;
return 0;
}
测试情况：
如果用户每次都输入两个合法的数，程序不会出问题！
但是如果用户第一次输入时给一个非法的输入，比如说输入一个字符'a'，你会发现程序不
会再执行第二条输入语句。似乎有点奇怪！！
程序2：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char str[8];
cin.getline(str, 5);
cout<<str<<endl;
cin.getline(str, 5);
cout<<str<<endl;
return 0;
}
程序的功能很简单，就是输入一个字符串再输出，再次输入一个字符串输出。程序执行情况：
测试一：
abcd (回车)
abcd (输出)
efgh (回车)
efgh (输出)
当用户第一次输入的字符串字符数小于4时，程序执行正常！
测试二：
abcdefgh (回车)
abcd (输出)
(输出-换行)
当用户第一次输入的字符数字符数大于4时，第一个字符串接受输入的前四个字符，而第二次的输入操作没有执行，第二个字符串输出为空。似乎也很奇怪！！！
其实在很多时候都会遇到诸如此类的问题，如果不熟悉程序输入的原理和cin等一些函数的原理就不知道怎么解决！我在这里做一个简单的介绍，也许介绍得不是很准确和全面，或者存在一些误解，请大家包涵！
输入操作的原理
与前一节中提到的scanf函数一样，程序的输入都建有一个缓冲区，即输入缓冲区。一次输入过程是这样的，当一次键盘输入结束时会将输入的数据存入输入缓冲区，而cin函数直接从输入缓冲区中取数据。正因为cin函数是直接从缓冲区取数据的，所以有时候当缓冲区中有残留数据时，cin函数会直接取得这些残留数据而不会请求键盘输入，这就是例子中为什么会出现输入语句失效的原因！
cin的一些输入函数和操作符
cin is a extern istream object。提供了很多可用的成员函数和重载的操作符，如：cin<<, cin.get(), cin.getline()等。下面我们来了解一下这几个函数：
一. cin<<
该操作符是根据后面变量的类型读取数据。
输入结束条件：遇到Enter、Space、Tab键。(这个很重要！)
对结束符的处理：丢弃缓冲区中使得输入结束的结束符(Enter、Space、Tab)
读字符的情况：
程序3：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char c1, c2;
cin>>c1;
cin>>c2;
cout<<c1<<" "<<c2<<endl;
return 0;
}
测试一输入：
a[Enter]
b[Enter]
输出:
a b
测试二输入：
a b[Enter]
输出：
a b

读字符串的情况：
程序4：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char str1[10], str2[10];
cin>>str1;
cin>>str2;
cout<<str1<<endl;
cout<<str2<<endl;
return 0;
}
测试一输入：
abcd[Enter]
efgh[Enter]
输出：
abcd
efgh
【分析】输入遇到回车符结束，很正常。
测试二输入：
abcd efgh
输出：
abcd
efgh
【分析】第一次读取字符串时遇到空格则停止了，将abcd读入str1，并舍弃了空格，将后面的字符串给了第二个字符串。这证明了cin读入数据遇到空格结束；并且丢弃空格符；缓冲区有残留数据室，读入操作直接从缓冲区中取数据。

二．cin.get()
该函数有三种格式：无参，一参数，二参数
即cin.get(), cin.get(char ch), cin.get(array_name, Arsize)
读取字符的情况：
输入结束条件：Enter键
对结束符处理：不丢弃缓冲区中的Enter
cin.get() 与 cin.get(char ch)用于读取字符，他们的使用是相似的，
即：ch=cin.get() 与 cin.get(ch)是等价的。
程序5：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char c1, c2;
cin.get(c1);
cin.get(c2);
cout<<c1<<" "<<c2<<endl; // 打印两个字符
cout<<(int)c1<<" "<<(int)c2<<endl; // 打印这两个字符的ASCII值
return 0;
}
测试一输入：
a[Enter]
输出:
a
97 10
【分析】会发现只执行了一次从键盘输入，显然第一个字符变量取的'a', 第二个变量取的是Enter(ASCII值为10)，这是因为该函数不丢弃上次输入结束时的Enter字符，所以第一次输入结束时缓冲区中残留的是上次输入结束时的Enter字符！
测试二输入：
a b[Enter]
输出：
a
97 32
【分析】显然第一个字符变量取的'a', 第二个变量取的是Space(ASCII值为32)。原因同上，没有丢弃Space字符。
读取字符串的情况：
cin.get(array_name, Arsize)是用来读取字符串的，可以接受空格字符，遇到Enter结束输入，按照长度(Arsize)读取字符, 会丢弃最后的Enter字符。
程序6：
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
char a[20];
cin.get(a, 10);
cout<<a<<endl;
return 0;
}
测试一输入：
abc def[Enter]
输出：
abc def
【分析】说明该函数输入字符串时可以接受空格。
测试二输入：
1234567890[Enter]
输出：
123456789
【分析】输入超长，则按需要的长度取数据。
程序7：
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
char ch, a[20];
cin.get(a, 5);
cin>>ch;
cout<<a<<endl;
cout<<(int)ch<<endl;
return 0;
}
测试一输入：
12345[Enter]
输出：
1234
53
【分析】第一次输入超长，字符串按长度取了"1234"，而'5'仍残留在缓冲区中，所以第二次输入字符没有从键盘读入，而是直接取了'5'，所以打印的ASCII值是53('5'的ASCII值)。
测试二输入：
1234[Enter]
a[Enter]
输出：
1234
97
【分析】第二次输入有效，说明该函数把第一次输入后的Enter丢弃了！

三．cin.getline()
cin.getline() 与 cin.get(array_name, Arsize)的读取方式差不多，以Enter结束，可以接受空格字符。按照长度(Arsize)读取字符, 会丢弃最后的Enter字符。
但是这两个函数是有区别的：
cin.get(array_name, Arsize)当输入的字符串超长时，不会引起cin函数的错误，后面的cin操作会继续执行，只是直接从缓冲区中取数据。但是cin.getline()当输入超长时，会引起cin函数的错误，后面的cin操作将不再执行。（具体原因将在下一部分"cin的错误处理"中详细介绍）
程序8：
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
char ch, a[20];
cin.getline(a, 5);
cin>>ch;
cout<<a<<endl;
cout<<(int)ch<<endl;
return 0;
}
测试输入：
12345[Enter]
输出：
1234
-52
【分析】与cin.get(array_name, Arsize)的例程比较会发现，这里的ch并没有读取缓冲区中的5，而是返回了-52，这里其实cin>>ch语句没有执行，是因为cin出错了！

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