C语言输入函数专辑

I/O作为编程的基本元素，具有非常重要的作用，但因为常用所以有些细节也常常被我忽略，所以写这样一篇专辑来对C语言的输入输出作总结。

1、scanf()C语言中数据的标准输入函数

功能：执行格式化输入
用法：int scanf(char *format[,argument,...]);
scanf()函数是通用终端格式化输入函数，它从标准输入设备(键盘) 读取输入的信息。可以读入任何固有类型的数据并自动把数值变换成适当的机内格式。
其调用格式为: scanf("<格式化字符串>"，<地址表>);
返回值：scanf()函数返回成功赋值的数据项数，出错时或者遇到文件结束符则返回EOF（一般在stdio.h中被宏定义为-1）；除了文件结束，做题遇见最多的是标准输入，但是标准输入与文件不一样，无法事先知道输入的长度，必须手动输入一个字符，表示到达EOF：
Linux中，在新的一行的开头，按下Ctrl-D，就代表EOF；
Windows中，Ctrl-Z表示EOF。
其控制串由三类字符构成：
1.格式化说明符；
2.空白符；
3.非空白符；

一、空白符

空格，制表符和换行，一般scanf函数(格式字符为%c时除外)会在读操作中略去输入中一个或多个空白符，空白符可以，直到第一个非空白字符出现为止，遇到空白字符时读取停止，并把空白字符留在输入队列中。

二、非空白符

一个非空白字符会使scanf()函数在读入时剔除掉与这个非空白字符相同的字符（比如输入时我们想在输入元素之间输入逗号）。

三、特别说明%c和%s
%s 是读字符串，读取时开始时忽略空白符，从第一非空白符开始读，直到遇到空白符停止，并且会将空白符留在输入缓冲区。
%c是读字符，任何字符都可以读取（包括空白符）。
测试代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
char str[10];
char ch;
scanf("%s", str);
scanf("%c", &ch);
printf("%s\n", str);
printf("%c", ch);
return 0;
}

输入
1234_123

输出
1234
空格

对于第一个%s读入时遇到分隔符“空格”就停止，但是空格还是保存在缓冲区的。对于%c读入时候，“空格、\n、TAB”等是正常字符，所以第二次读入时候读取缓冲中的第一个字符“空格”。所以可以在两个scanf()函数之后加个fflush(stdin);，还有加getch(); getchar();也能够。

扩展：
函数名: fflush
功能: 清除一个流
用法: int fflush(FILE *stream);

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a;
    char c;
    do
    {
        scanf("%d",&a);
        fflush(stdin);
        scanf("%c",&c);
        fflush(stdin);
        printf("a=%d     c=%c/n",a,c);
    }while(c!='N');
}

四、格式化说明符

格式字符说明
%a 读入一个浮点值(仅C99有效)
%A 同上
%c 读入一个字符
%d 读入十进制整数
%i 读入十进制，八进制，十六进制整数
%o 读入八进制整数
%x 读入十六进制整数
%X 同上
%c 读入一个字符
%s 读入一个字符串
%f 读入一个浮点数
%F 同上
%e 同上
%E 同上
%g 同上
%G 同上
%p 读入一个指针
%u 读入一个无符号十进制整数
%n 至此已读入值的等价字符数
%[] 扫描字符集合
%% 读%符号

附加格式说明字符表
修饰符说明
L/l 长度修饰符输入"长"数据
h 长度修饰符输入"短"数据
W 整型常数指定输入数据所占宽度
* 星号空读一个数据

2、getchar()C语言单字符输入函数

功能：从stdin流中读取一个字符(包括空格、回车和Tab)
用法：int getchar(void);(参数为空)
返回值：正确读取返回读取字符的ASCLL码，出错时返回-1;
注解：当程序调用getchar()时.运行程序时就等着用户从按键输入，用户输入的字符被存放在键盘缓冲区中.直到用户按回车为止(回车字符也放在缓冲区中)，当用户键入回车之后，getchar才开始从输入流中每次读入一个字符，输入的字符不只一个的时候，后续的getchar调用不会等待用户按键,而直接读取缓冲区中的字符,直到缓冲区中的字符读完之后，才等待用户按键，getchar函数输入数字也按字符处理，单个的getchar函数输入多于一个字符时，只接收第一个字符。
扩展：getch()
用法：int getch(void),必须引入“conio.h”;
功能：从标准输入设备(键盘)读入一个字符,不回显在显示器上。
返回值：正确读取返回读取字符的ASCLL码，出错时返回-1;
注解：getch()直接从键盘获取数据,不等待用户按回车,只要用户按一个键,getch就立刻返回并且输入结果不回显。
扩展：getche()
用法：int getche(void),必须引入“conio.h”;
功能：从标准输入设备(键盘)读入一个字符,回显在显示器上。
返回值：正确读取返回读取字符的ASCLL码，出错时返回-1;
注解：getche()直接从键盘获取数据,不等待用户按回车,只要用户按一个键,getche就立刻返回并且输入结果回显。
测试代码:

#include<stdio.h>
#include<conio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    char ch;
    ch = getche();
    //ch = getch();
    //ch = getchar();
    printf("%c\n",ch );
    return 0;
}

3、gets()字符串读取函数

功能：是从输入缓冲区中读取一个字符串存储到字符指针变量 str 所指向的内存空间，读取时直至接收到换行符或 EOF 时停止。
用法：char gets(char str);
返回值：读入成功，则返回与参数 buffer 相同的指针；如果读入过程中遇到 EOF；
或发生错误，返回 NULL 指针。
注解：需要注意的是，换行符不作为读取串的内容但是可以读取空格，读取的换行符被转换为 null(’\0’) 值，并由此来结束字符串。即换行符会被丢弃，然后在末尾添加 null(’\0’) 字符。函数 gets 可以无限读取，不会判断上限，所以程序员应该确保buffer的空间足够大，以便在执行读操作时不发生溢出。也就是说，gets函数并不检查缓冲区buffer的空间大小，事实上它也无法检查缓冲区的空间，这是gets的危险所在，相对的规定了读取字符串最大长度的fgets()就变成了安全的替代者。
扩展：fgets()
用法：# include <stdio.h> char fgets(char s, int size, FILE *stream);
参数: s：字符型指针，指向存储读入数据的缓冲区的地址;size：从流中读入n-1个字符；steam：指向读取的流(可以是标准输入流 stdin即键盘输入，也可以是文件流）。
作用：同gets(),只是多了字符串大小限制，更安全。
返回值：1.当size<=0 时返回NULL，即空指针；2.当size=1时，返回空串"";3.如果读入成功,则返回缓冲区的地址;4.如果读入错误或遇到文件结尾(EOF)，则返回NULL。
标准库代码：

/****************************************************
 char *fgets(char *s, int n,  FILE *stream)
   {
     register int c;
     register char *cs;
     cs=s;
     while(--n>0 &&(c = getc(stream))!=EOF)//注意是--n，所以只读n-1个字符
     if ((*cs++=  c) =='\n')  //空间足够的时候会取出换行符
           break;
     *cs ='\0';  //最后加入‘\0’
     return (c == EOF && cs == s) ?NULL :s ;
    }
/********************************************************

注解：1.如果n大于一行的字符串长度，那么当读到字符串末尾的换行符时，并读入，fgets()会返回。并且在s的最后插入字符串结束标志'\0'。而s缓冲区剩余的位置不会再填充。
2.如果n小于等于一行的字符串的长度，那么读入n-1个字符，此时并没有读入\n因为并没有到行尾，同样在最后会插入'\0'。fgets()和gets()一样，最后的回车都会从缓冲区中取出来。只不过 gets() 是取出来丢掉，而fgets()是取出来自己留着。那么同样不需要清空缓冲区。

4、缓冲区

4.1、缓冲区类型
C语言的标准输入输出是分缓冲和无缓冲的。这里面缓冲分为全缓冲和行缓冲。
全缓冲：全缓冲是指当缓冲区满了才进行I/O的读写操作。一般磁盘文件是全缓冲的（缓冲区一般为4096个字节）；全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。
行缓冲：行缓冲是指遇到换行符（即’\n’）后进行I/O操作，当然缓冲区满了也要进行操作。注意：换行符也被读入缓冲区；（缓冲区一般为1024个字节）典型代表是键盘输入数据。
无缓冲：也就是不进行缓冲，标准出错情况stderr是典型代表，这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。

4.2、缓冲区的刷新
缓冲区会在以下三种情况下被刷新：
1、缓冲区满
2、执行flush刷新缓冲区的语句
3、程序正常结束。
拓展：一般地，标准输入stdin和标准输出stdout为行缓冲，标准错误输出stderr无缓冲。但是ANSI C要求下列缓存特征（参考APUE）:
当且仅当标准输入和标准输出并不涉及交互作用设备时，它们才是全缓存的。
标准出错决不会是全缓存的。
但是，很多系统是这么实现的：
涉及到交互时，标准输入输出为行缓冲，否则为全缓冲
标准错误输出总是无缓冲
Unix中用宏_IO_LINE_BUF和_IO_UNBUFFERED（#include <stdio.h>即可）来判断流属于哪个缓冲类型，判断方法（以stdin举例）为：用stdin->_flags与_IO_LINE_BUF和_IO_UNBUFFERED进行按为与运算，如果运算结果不为0，则为相应的缓冲类型；如果二者都为0，那么就是全缓冲。