友情链接：专栏地址
文章目录
【思维导图】
🚀字符输入/输出和输入验证
⛳一、单字符I/O：getchar()和putchar()
🎈（一）getchar()
getchar函数是从标准的输入设备（如键盘）上输入一个字符，不带任何参数，格式为：
getchar（）:
getchar函数将输入的第一个字符作为函数的返回值，通常使用这个函数时，将函数的返回值赋予一个字符变量或者整型变量。
#include <stdio.h> //getchar是C语言的标准库函数
int main()
{ char ch;
ch = getchar();
printf("%c %d\n",ch,ch);
printf("%c %d\n",ch-32,ch-32);
return 0;
}
程序运行时输入 abc。得到结果应该为a
🎈（二）putchar()
putchar函数是向标准输出设备（屏幕）上输出一个字符的C语言标准函数，格式为：
putchar（ch）;
ch可以是变量、常量，转义字符或表达式。数据类型可以是字符型或整型。当ch是整型数据时，输出的是与其相对应的ASCII码值。
#include <stdio.h>
int main()
{ int p;
char q; //此时定义的是字符变量，不是字符串，所以只能将一个字符的值赋予q
p=98;
q='a';
putchar(p);
printf("\n");
putchar(q);
return 0;
}
执行结果输出：
b
a
⛳二、缓冲区
🎈（一）缓冲输入和无缓冲输入
无缓冲输入：即正在等待的程序可立即使用输入的字符
缓冲输入：用户输入的字符被收集并储存在一个被称为缓冲区（buffer）的临时存储区，按下Enter键后，程序才可使用用户输入的字符
为什么要有缓冲区：首先，把若干字符作为一个块进行传输比逐个发送 这些字符节约时间。其次，如果用户打错字符，可以直接通过键盘修正错误。当最后按下Enter键时，传输的是正确的输入。
🎈（二）使用缓冲输入
缓冲输入用起来比较方便，因为在把输入发送给程序之前，用户可以编辑输入。但是，在使用输入的字符时，它也会给程序员带来麻烦。缓冲输入要求用户按下Enter键发送输入。这一动作也传送了换行符，程序必须妥善处理这个麻烦的换行符。
🎈（三）完全缓冲I/O和行缓冲I/O
缓冲分为两类：完全缓冲I/O和行缓冲I/O。
完全缓冲I/O：当缓冲区被填满时才刷新缓冲区（内容被发送至目的地），通常出现在文件输入中。缓冲区的大小取决于系统，常见的大小是 512 字节和 4096字节。
行缓冲I/O：在出现换行符时刷新缓冲区。键盘输入通常是行缓冲输入，所 以在按下Enter键后才刷新缓冲区。
⛳三、键盘输入和文件
🎈（一）文件、流和键盘输入
文件：文件（file）是存储器中储存信息的区域。通常，文件都保存在某种永久存储器中（如，硬盘、U盘或DVD等）。毫无疑问，文件对于计算机系统相当重要。例如，你编写的C程序就保存在文件中，用来编译C程序的程序也保存在文件中
后者说明，某些程序需要访问指定的文件。当编译储存在名为 echo.c 文件中的程序时，编译器打开echo.c文件并读取其中的内容。当编译器处理完后，会关闭该文件。其他程序，例如文字处理器，不仅要打开、读取和关闭文件，还要把数据写入文件。C 是一门强大、灵活的语言，有许多用于打开、读取、写入和关闭文件的库函数
流：从概念上看，C程序处理的是流而不是直接处理文件。流（stream）是一个实际输入或输出映射的理想化数据流。这意味着不同属性和不同种类的输入，由属性更统一的流来表示。于是，打开文件的过程就是把流与文件相关联，而且读写都通过流来完成。
键盘输入：绝大部分系统（不是全部）都有办法通过键盘模拟文件结尾条件，C把输入和输出设备视为存储设备上的普通文件，尤其是把键盘和显示设备视为每个C程序自动打开的文件。stdin流表示键盘输入，stdout流表示屏幕输出。getchar()、putchar()、 printf()和scanf()函数都是标准I/O包的成员，处理这两个流。
🎈（二）文件结尾
计算机操作系统要以某种方式判断文件的开始和结束。
1.检测文件结尾
检测文件结尾的一种方法是，在文件末尾放一个特殊的字符标记文件结尾
操作系统使用的另一种方法是储存文件大小的信息。
如果文件有3000字节，程序在读到3000字节时便达到文件的末尾。MS-DOS 及其相关系统使用这种方法处理二进制文件，因为用这种方法可以在文件中储存所有的字符， 包括Ctrl+Z。新版的DOS也使用这种方法处理文本文件。UNIX使用这种方法处理所有的文件。
2.返回值EOF
无论操作系统实际使用何种方法检测文件结尾，在C语言中，用getchar()读取文件检测到文件结尾时将返回一个特殊的值，即EOF（end of file的缩写）。scanf()函数检测到文件结尾时也返回EOF
通常， EOF定义在stdio.h文件中：#define EOF (-1)
如何在程序中使用EOF？
把getchar()的返回值和EOF作比较。如果两值不同，就说明没有到达文件结尾。也就是说，可以使用下面这样的表达式：
int ch;
while ((ch = getchar()) != EOF)
- 不用定义EOF，因为stdio.h中已经定义过了。
- 不用担心EOF的实际值，因为EOF在stdio.h中用#define预处理指令定义，可直接使用，不必再编写代码假定EOF为某值。
- 变量ch的类型从char变为int，因为char类型的变量只能表示0～255的无符号整数，但是EOF的值是-1，还好，getchar()函数实际返回值的类型是 int，所以它可以读取EOF字符。如果实现使用有符号的char类型，也可以把 ch声明为char类型，但最好还是用更通用的形式。
- 由于getchar()函数的返回类型是int，如果把getchar()的返回值赋给char类 型的变量，一些编译器会警告可能丢失数据。
- 使用该程序进行键盘输入，要设法输入EOF字符。不能只输入字符EOF，也不能只输入-1（输入-1会传送两个字符：一个连字符和一个数字 1）。正确的方法是，必须找出当前系统的要求。例如，在大多数UNIX和 Linux系统中，在一行开始处按下Ctrl+D会传输文件结尾信号。许多微型计算机系统都把一行开始处的Ctrl+Z识别为文件结尾信号，一些系统把任意位置的Ctrl+Z解释成文件结尾信号。
⛳四、重定向连接程序和文件
程序可以通过两种方式使用文件。
第 1 种方法是，显式使用特定的函数打开文件、关闭文件、读取文件、写入文件，诸如此类。
第 2 种方法是，设计能与键盘和屏幕互动的程序，通过不同的渠道重定向输入至文件和从文件输出。
换言之，把stdin流重新赋给文件。继续使用getchar()函数从输入流中获取数据，但它并不关心从流的什么位置获取数据。虽然这种重定向的方法在某些方面有些限制，但是用起来比较简单，而且能让读者熟悉普通的文件处理技术。
🎈（一）重定向输入
重定向输入让程序使用文件而不是键盘输入
echo_eof < words
<符号是UNIX和DOS/Windows的重定向运算符。该运算符使words文件与stdin流相关联，把文件中的内容导入echo_eof程序。echo_eof程序本身并不知道（或不关心）输入的内容是来自文件还是键盘，它只知道这是需要导入的字符流，所以它读取这些内容并把字符逐个打印在屏幕上，直至读到文件结尾。因为C把文件和I/O设备放在一个层面，所以文件就是现在的I/O设 备
🎈（二）重定向输出
重定向输出让程序输出至文件而不是屏幕
echo_eof>mywords
>符号是第2个重定向运算符。它创建了一个名为mywords的新文件，然后把echo_eof的输出（即，你输入字符的副本）重定向至该文件中。重定向把stdout从显示设备（即，显示器）赋给mywords文件。如果已经有一个名为 mywords的文件，通常会擦除该文件的内容，然后替换新的内容（但是，许 多操作系统有保护现有文件的选项，使其成为只读文件）。所有出现在屏 的字母都是你刚才输入的，其副本储存在文件中。在下一行的开始处按下 Ctrl+D（UNIX）或Ctrl+Z（DOS）即可结束该程序
🎈（三）组合重定向
假设希望制作一份mywords文件的副本，并命名为savewords。 只需输入以下命令即可：
echo_eof < mywords > savewords或echo_eof > savewords < mywords
在UNIX、Linux或Windows/DOS系统中使用两个重定向运算符 （<和>）时，要遵循以下原则：
- 重定向运算符连接一个可执行程序（包括标准操作系统命令）和一个数据文件，不能用于连接一个数据文件和另一个数据文件，也不能用于连接一个程序和另一个程序。
- 使用重定向运算符不能读取多个文件的输入，也不能把输出定向至多个文件。
- 通常，文件名和运算符之间的空格不是必须的，除非是偶尔在UNIX shell、Linux shell或Windows命令行提示模式中使用的有特殊含义的字符。
- 命令与重定向运算符的顺序无关
⛳五、输入输出中需要注意的问题
🎈（一）缓冲输入带来的问题
混合使用 getchar()和 scanf()时，如果在调用 getchar()之前，scanf()在输入行留下一个换行符，会导致一些问题。不过，意识到这个问题就可以在程序中妥善处理
🎈（二）混合数值和字符输入
假设程序要求用 getchar()处理字符输入，用 scanf()处理数值输入，这两 个函数都能很好地完成任务，但是不能把它们混用。因为 getchar()读取每个 字符，包括空格、制表符和换行符；而 scanf()在读取数字时则会跳过空格、 制表符和换行符。
⛳六、输入验证（防御性编程）
在实际应用中，用户不一定会按照程序的指令行事。用户的输入和程序 期望的输入不匹配时常发生，这会导致程序运行失败。作为程序员，除了完成编程的本职工作，还要事先预料一些可能的输入错误，这样才能编写出能检测并处理这些问题的程序。
常用的方法：
- 使用关系表达式来排除
- 检查scanf()的返回值
- 常需要涉及if选择结构
⛳七、C语言实现菜单浏览
许多计算机程序都把菜单作为用户界面的一部分。菜单给用户提供方便的同时，却给程序员带来了一些麻烦。
同样也是第五点中提到的问题