再学C语言27：输入和输出——缓冲区_c语言输出缓冲区

I/O函数：输入/输出函数

I/O函数将信息传输至程序并从程序中传出信息，如printf()、scanf()、getchar()、putchar()等函数

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getchar()和putchar()每次输入/输出一个字符

示例代码：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char c;
 
    // 输入回显，遇到'.'字符时终止
    while((c = getchar()) != '.')
    {
        putchar(c);
    }
    return 0;
}

运行结果：

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一、缓冲区

立即回显：非缓冲输入（直接输入）

延迟回显：缓冲输入，键入的字符被收集并存储在一个被称为缓冲区的临时存储区域中，按下回车可使所键入的字符快对程序变为可用

缓冲区的作用：

1）将若干个字符作为一个块传输比逐个发送这些字符耗费的时间更少

2）如果输入有误，缓冲区允许键盘更正功能以修正错误

一些交互性的程序需要非缓冲输入，缓冲和非缓冲输入具有各自的用途

缓冲分为两类：完全缓冲（fully buffered）I/O和行缓冲（line-buffered）I/O

完全缓冲输入：缓冲区满时被清空，内容被发送至其目的地；通常出现在文件输入中；缓冲区大小取决于系统，常见大小为512字节和4096字节

行缓冲输入：遇到一个换行字符时缓冲区被清空，内容被发送至其目的地；键盘输入是标准的行缓冲，按下回车键将清空缓冲区

ANSI C指定应该对输入进行缓冲；K&R则将选择权留给编译器的编写者

不存在调用非缓冲输入的标准ANSI方式；使用的方法取决于计算机系统

（上面的示例代码的运行结果体现的是缓冲输入，即输入的字符串在按下回车键之后才显示在屏幕上）

二、终止键盘输入

上面的示例代码中，通过字符'.'结束键盘输入，但是现实中字符'.'可能在正常输入中出现，这种通过特定字符结束键盘输入的方法在一些场合下会遇到不便

因此，一般希望终止字符不在文本中出现，不会在希望程序结束前打断程序

1. 文件、流和键盘输入

文件（file）：一块存储信息的存储器区域

C处理文件的2种级别：

级别一（低级I/O）：使用宿主操作系统的基本文件工具处理文件

级别二（标准I/O包）：创建用于处理文件的I/O函数的标准模型和标准集；系统之间的差异由特定的C实现来处理，上层应用通过统一接口实现文件处理

概念上，C程序处理一个流而不是直接处理文件

流（stream）是一个理想化的数据流，实际输入或输出映射到这个数据流

具有不同属性的多种类型的输入由流表示，具有更多统一的属性

打开文件的过程成为将流与文件关联，并通过流进行读写的过程

C对待输入和输出设备与其对对待存储设备上的普通文件相同

键盘和显示设备作为每个C程序自动打开的文件来对待

键盘输入由一个被称为stdin的流表示；屏幕（或其他输出设备）上的输出由一个被称为stdout的流表示

getchar()、putchar()、printf()、scanf()函数都是标准I/O包的成员，同stdin和stdout两个流打交道

结论：可以使用与处理文件相同的技术来处理键盘输入；例如，读取文件的程序需要一种方法检测文件的结尾，以了解停止读取的位置

C输入函数装备有一个内置的文件尾检测器，对于键盘输入也可以使用文件尾检测器终止键盘输入

2. 文件结尾

计算机操作系统判断文件结尾的方法：

1）在文件中放置一个特殊字符来标志结尾（例如内嵌的Ctrl+Z字符）

2）让操作系统存储文件大小的信息

C的处理方法：让getchar()函数在到达文件结尾时返回一个特殊值，而不去管操作系统是如何检测文件结尾的；赋予该值的名称是EOF（end of file，文件尾）

检测到文件尾时getchar()和scanf()的返回值是EOF

通常EOF在stdio.h中定义：

#define EOF (-1)

将EOF定义为-1：在绝大多数情况下，值-1都不对应任何字符，所以可以用其表示文件结尾

一些系统也许会将EOF定义为-1以外的值，但该定义总是与合法的输入所产生的返回值不同

实际使用时，只要包含了stdio.h文件并使用了EOF符号，就不必考虑EOF的数值定义，EOF代表的值表示检测到文件结尾，其值并不是实际出现在文件中的一个符号

示例代码：改写一开始的程序

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int c;
 
    // 输入回显，遇到EOF时终止
    while((c = getchar()) != EOF)
    {
        putchar(c);
    }
    return 0;
}

1）stdio.h中对EOF进行定义

2）使用时不必在意EOF的值，不需要给EOF重新赋值，直接用符号表示

3）因为EOF可能用-1表示，所以变量c的类型改为int

4）键盘输入时，键入EOF的方式根据系统而异

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在大多数Unix系统上，在一行的开始键入Ctrl+D会导致传送文件结尾信号

许多微机系统将一行的开始位置键入的Ctrl+Z识别为文件尾信号；还有一些微机系统把任意位置的Ctrl+Z解释为文件尾信号

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