C語言 getchar()與EOF


C語言 getchar()與EOF
大師級經典的著作,要字斟句酌的去讀,去理解。以前在看K&R的The C Programming Language(Second Edition)中第1.5節的字符輸入/輸出,很迷惑getchar()和EOF的行為。因此,感覺很有必要總結一下,不然,很多瑣碎的知識點長時間過后就會淡忘的,只有寫下來才是最好的方法。

一、對getchar的兩點總結:

1. getchar是以行為單位進行存取的。
當調用getchar函數讀取輸入時,只有當輸入字符為換行符'/n'或文件結束符EOF時,getchar才會停止執行,整個程序將會往下執行。並且,如果輸入行是以EOF結束的(EOF之前不是換行符),則EOF會被“吃掉”(即不會被getchar讀取到)。譬如下面程序段:

while((c = getchar()) != EOF){
putchar(c);
}

執行程序,輸入:abc,然后回車。則程序就會去執行puchar(c),然后輸出abc和一個回車。然后可以繼續輸入,再次遇到換行符的時候,程序又會把 那一行的輸入的字符輸出在終端上。令人迷惑的是,getchar不是以字符為單位讀取的嗎?那么,既然我輸入了第一個字符a,肯定滿足while循環(c = getchar()) != EOF的條件,那么應該執行putchar(c)在終端輸出一個字符a。但是程序就偏偏不這樣執行,而是必需讀到一個換行符或者文件結束符EOF才進行一次輸出。
 
造成這種結果的一種解釋是,輸入終端驅動處於一次一行 的模式下。也就是雖然getchar()和putchar()確實是按照每次一個字符進行的。但是終端驅動處於一次一行的模式,它的輸入只有到'/n'或 者EOF時才結束。在本例中,程序段調用了getchar函數,則控制權從程序段轉移到getchar函數,而getchar函數要依賴於操作系統的驅動 來讀取輸入,沒遇到換行符或者EOF,驅動不會通知getchar函數,getchar函數處於“阻 塞”狀態。而遇到換行符或者EOF后,getchar函數解除“阻塞”,讀取一個字符,控制權返回程 序段,執行putchar函數,循環執行。直到遇到EOF字符或者這行輸入全部處理完。


2. getchar()的返回值一般情況下是非負 值,但也可能是負值,即返回EOF。這個EOF在函數庫里一般定義為-1。正確的定義方法如下(K&R C中特別提到了這個問題):

int c;
c = getchar();

二、EOF的兩點總結(主要指普通終端中的EOF)
1. EOF作為文件結束符時的情況:
EOF雖然是文件結束符,但並不是在任何情況下輸入Ctrl+D(Windows下Ctrl+Z)都能夠實現文件結束的功能,只有在下列的條件下,才作為文件結束符。
(1)遇到getcahr函數執行時,要輸入第一個字符時就直接輸入Ctrl+D;
(2)在前面輸入的字符為換行符時, 接着輸入Ctrl+D;
(3)在前面有字符輸入且不為換行符時,要連着輸入兩次Ctrl+D,這時第二次輸入的Ctrl+D起到文件結束符的功能,至於第一次的
Ctrl+D作為行結束符(如1.1所講)。

其實,這三種情況都可以總結為只有在getchar()提示新的一次輸入時, 直接輸入Ctrl+D才相當於文件結束符。

2. EOF作為行結束符時的情況,這時候輸入Ctrl+D作為行結束的標志能結束getchar()的“阻塞”,使getchar()逐個字符讀入,但是EOF會被“吃掉”,並不會被讀取。
 
以上面的代碼段為例, 如果執行時輸入abc,然后 Ctrl+D,程序輸出結果為:
abcabc
注意:第一組abc是你從終端輸入的,然后輸入Ctrl+D,getchar逐個字符讀取並逐個輸出打印出第二組abc,同時光標停在第二組字符的c后面,然后可以進行新一次的輸入。這時如果再次輸入Ctrl+D,就會起到了文件結束符的作用,因為EOF是一行輸入的第一個字符。如果輸入abc之后,然后回車,輸入換行符的話,則終端顯示為:
abc'/n'
abc'/n'
//第三行

其中第一行為你是終端輸入的,第二行是終端輸出(含換行符),光標停在了第三行處,等待新一次的終端輸入。從這里也 可以看出Ctrl+D和換行符分別作為行結束符時,輸出的不同結果。


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