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CPrimerPlus-07：字符输入输出
约 2762 字大约 9 分钟
字符输入输出C个人随笔
2018-04-25
声明：本篇文章只是个人知识盲区、知识弱点、重点部分的归纳总结，望各位大佬不喜勿喷。梳理顺序是按照书籍的实际顺序梳理，转载请注明出处。
作者：sumjess
适用：这本书我已经看过4遍了，但是该书的知识点我并不是都常用，所以总会有忘记的，所以来写这本书的随手笔记，记录重点、易忘点。该博客可以当做字典，也可以当做你的笔记。
目前内容：第八章总结
第八章：字符输入输出验证
1、缓冲区：
（1）回显用户输入的字符后立即重复打印该字符是属于无缓冲（或直接）输入，即正在等待的程序可立即使用输入的字符；
（2）大部分系统在用户按下Enter键之前不会重复打印刚输入的字符，这种输入形式是属于缓冲输入；
（3）用户输入字符被收集并储存在一个被称为缓冲区的临时储存区。
（4）缓冲分两种：完全缓冲I/O和行缓冲I/O。
完全缓冲输入指的是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。
行缓冲I/O指的是在出现换行符时刷新缓冲区（键盘输入通常是行缓冲输入）。
（5）回显无缓冲输入的getchar()函数和用于无回显无缓冲输入的getch()函数（回显输入意味着用户输入的字符直接显示在屏幕上，无回显输入意味着击键后对应的字符不显示）。
2、结束键盘输入：
（1）文件、流和键盘输入：
① 文件是存储器中储存信息的区域。
② 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。从较低层面上，C可以使用主机操作系统的基本文件工具直接处理文件，这些直接调用操作系统的函数被称为底层I/O。从较高层面上，C还可以通过标准I/O包来处理文件。
③ 如果使用标准I/O包，就不用考虑这些差异。即使系统用的是回车符和换行符的组合来标记行末尾，I/O函数会在两种表示法之间相互转换。
④ 流是一个实际输入或输出映射的理想化数据流。
⑤ 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()、scanf()函数都是标准I/O包的成员，处理这两个流。
以上讨论内容说明可以用处理文件结尾的方式来处理键盘输入。
（2）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字符标记文件结尾。
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。scanf()函数检测到文件末尾时也返回EOF。通常，EOF定义在stdio.h文件中：
#define EOF （-1）
为什么是-1呢？ 因为getchar()函数的返回值通常都介于0~127，这些值对应标准字符集。无论哪种情况，-1都不对应任何字符，所以，该值可用于标记文件结尾。****
★★★如何使用EOF？
while((ch=getchar())!=EOF)
putchar(ch);注意以下几点：
■ 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，不必在编写代码假定EOF为某值。
3、重定向和文件： （1）两种方式使用文件：
① 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。
② 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。
（2）重定向输入：
① 文本文件是内含文本的文件，其中储存的数据是我们可识别的字符；
② <符号是Unix和DOS/windows的重定向运算符；
（3）重定向输出：
① >符号是第二个重定向运算符。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。
（4）组合重定向：
现在，假设你希望制作一份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
下面的命令也起作用，因为命令与重定向运算符的顺序无关；
echo_eof > savewords < myworods
注意：在一条命令中，输入文件和输出文件名不能相同。
echo_eof < mywords > mywords.....<--错误
原因是> mywords在输入之前已导致原mywords的长度被截为零。总之，在Unix、Linux、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。
Unix、Linux、windows/DOS还有>>运算符，该运算符可以把数据添加到现有文件的末尾，而|运算符能把一个文件的输出连接到另一个文件的输入。
小结：如何重定向输入和输出？
绝大部分C系统都可以使用重定向，可以通过操作系统重定向所有程序，或只在C编译器允许的情况下重定向C程序。假设prog是可执行程序名，file1和file2是文件名。
把输出重定向至文件：>
prog > file1
把输入重定向至文件：<
prog < file2
组合重定向：
prog < file2 >file1
prog> file1 <file2
这两种形式都是把file2作为输入、file1作为输出。
留白：
一些系统重定向运算符左侧有一个空格，右侧没有空格。而其他系统允许在重定位运算符两侧有空格或没有
空格。
4、创造更友好的用户界面：
（1）使用缓冲输入：
（2）混合数值和字符输入：
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。
5、输入验证：
① 虽然checking.c程序的核心计算部分（sum_aquares()函数）很短，但是输入验证部分比以往程序示例都要复杂。所以，程序应该遵循模块化的编程思想，使用独立函数（模块）来验证输入和管理显示。程序越大，使用模块化编程就越重要。
② 输入流和数字
6、菜单浏览：
① 任务
② 使执行更顺利
③ 混合数值和字符输入
7、关键概念
C程序把输入作为传入的字节流。getchar()函数把每个字符解释成一个字符编码。scanf()函数以同样的方式看待输入，但根据转换说明，它可以把字符输入转换成数值。许多操作系统都提供重定向，允许用文件代替键盘输入，用文件代替显示器输出。
程序通常接受特殊形式的输入。可以在设计程序时考虑用户在输入时可能犯的错误，在输入验证部分处理这些错误情况，让程序更强健友好。
对于一个小型程序，输入验证可能是代码中最复杂的一部分。处理这类问题有很多方案。例如，如果用户输入错误类型信息，可以终止程序，也可以给用户提供有限次或无限次机会重新输入。
8、本章小结：
许多程序使用getchar()逐字符读取输入。通常，系统使用行缓冲输入，即当用户按下enter键后输入才被传送给程序。按下enter键也传送了一个换行符，编程时要注意处理这个换行符。ANSI C把缓冲输入作为标准。
通过I/O包中的一系列函数，以统一的方式处理不同系统中的不同文件形式，是C语言的特性之一。getchar()和scanf()函数也属于这一系列。当检测到文件结尾时，这两个函数返回EOF（被定义在stdio.h头文件中）。在不同系统中模拟文件结尾条件的方式稍有不同。
许多操作系统（Unix和DOS）都有重定向的特性，因此可以用文件代替键盘和屏幕进行输入和输出。读到EOF即停止读取的程序可用于键盘输入和模拟文件结尾信号，或用于重定向文件。
混合使用getchar()和scanf()时，如果在调用getchar()之前，scanf()在输入下一行留下一个换行符，会导致一些错误。不过，意识到这个问题就可以在程序中妥善处理。
编写程序时，要认真设计用户界面。事先预料一些用户可能犯得错误，然后设计程序妥善的处理这些错位情况。