Linux C 字符串输入函数 gets()、fgets()、scanf() 详解
一、gets() 函数详解
gets()函数用来从 标准输入设备（键盘）读取字符串直到 回车结束，但回车符（'\n'）不属于这个字符串。
调用格式为：
gets(str);
其中str为字符串变量(字符串数组名或字符串指针)。
gets(str) 函数与 scanf("%s", &str) 相似，但不完全相同，使用 scanf("%s", &str) 函数输入字符串时存在一个问题，就是如果输入了 空格 会认为输入字符串结束。
空格后的字符将作为下一个输入项处理, 但 gets() 函数将接收输入的整个字符串直到 回车 为止。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char **argv)
{
char s[20], *f;
printf("input sth\n");
gets(s); // 等待输入字符串直到回车结束
puts(s); // 将输入的字符串输出
puts("input sth\n");
f = malloc(sizeof(f));
gets(f);
puts(f);
free(f);
return 0;
}
gets()函数详解 和 缺陷
1、基本信息
原型：
char *gets( char *buffer);
功能描述：
gets()函数从标准输入中读取一行文本，并存储于作为参数传递给它的数组中。一行文本由一串字符组成，以一个换行符('\n')结尾。在返回之前，gets()函数丢弃换行符('\n')，取而代之的是以'\0'结尾。
返回值：
读取成功，函数返回与buffer相同的指针。读入过程中遇到EOF或发生错误，函数返回NULL指针。当返回值为NULL指针时可以用 feof() 和 ferror() 来判断函数是遇到EOF还是发生错误。
例如：
char str[10];
if (gets(str) != NULL) // Danger！
{
printf("str = %s\n", str);
}
2、函数缺陷
gets函数没有限制它所读取长度，程序员应该保证buffer有足够的空间，否则buffer可能无法容纳gets所读取的内容，从而导致堆栈溢出。如果溢出，多出来的字符将被写入到堆栈中，这就覆盖了堆栈原先的内容，破坏一个或多个不相关变量的值。
图1 溢出提示
为了安全起见，可以使用 gets_s() 函数。
二、fgets() 函数详解
fgets()函数，从流中读一行或指定个字符
1、基本信息
原型：
char *fgets(char *s, int n, FILE *stream);
功能描述：
从流中读入 n-1 个字符放入 s 为起始地址的空间内。如果在未读满 n-1 个字符之时，已读到一个换行符（'\n'）或一个EOF（文件结束标志），则结束本次读操作，读入的字符串中最后包含读到的换行符（'\n'）。因此，确切地说，调用 fgets() 函数时，最多只能读入 n-1 个字符。读入结束后，系统将自动在最后加 '\0'，并以 s 作为函数值返回。
形参注释：
*s：结果数据的首地址；
n-1：一次读入数据块的长度，其默认值为1k，即1024；
stream：文件指针
例：如果一个文件的当前位置的文本如下
Love ,I Have
But ........
如果用
fgets(str1, 4, file1);
则执行后 str1="Lov"，读取了 4-1=3 个字符，
而如果用
fgets(str1, 23, file1);
则执行后 str="Love ,I Have"，读取了一行（包括行尾的'\n', 并自动加上字符串结束符'\0'）。
2、特别说明
该函数从stream所指的文件中读取以'\n'结尾的一行（包括'\n'在内）存到缓冲区s中，并且在该行末尾添加一个 '\0'组成完整的字符串。
如果文件中的一行太长，fgets从文件中读了 n-1 个字符还没有读到 '\n'，就把已经读到的 n-1 个字符和一个 '\0' 字符存入缓冲区，文件中剩下的半行可以在下次调用 fgets() 时继续读。
如果一次 fgets() 调用在读入若干个字符后到达文件末尾，则将已读到的字符串加上 '\0' 存入缓冲区并返回，如果再次调用 fgets() 则返回 NULL，可以据此判断是否读到文件末尾。
注意:
对于
fgets()来说，'\n'是一个特别的字符，而'\0'并无任何特别之处，如果读到'\0'就当作普通字符读入。如果文件中存在
'\0'字符（或者说0x00字节），调用fgets()之后就无法判断缓冲区中的'\0'究竟是从文件读上来的字符还是由fgets()自动添加的结束符，所以fgets()只适合读文本文件而不适合读二进制文件，并且文本文件中的所有字符都应该是可见字符，不能有'\0'。
三、scanf() 函数详解
1、基本信息
函数名：scanf
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>);
scanf()函数返回成功赋值的数据项数，出错时则返回 EOF。
其 控制串 由三类字符构成：
- 格式化说明符；
- 空白符；
- 非空白符；
（A）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
hh,ll同上h,l但仅对C99有效。
（B）空白字符
空白字符会使scanf()函数在读操作中略去输入中的一个或多个空白字符，空白符可以是space,tab,newline等等，直到第一个非空白符出现为止。
（C）非空白字符
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。
注：scanf()控制串知识就介绍到这里（应该比较齐全了^_^)，如有遗漏下次补上。下面将结合实际例程，一一阐述.
2、应用举例
例1.
#include "stdio.h"
int main(int argc, char **argv)
{
int a, b, c;
scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
printf("%d,%d,%d\n", a, b, c);
return 0;
}
运行时按如下方式输入三个值：
3□4□5 ↙（输入a,b,c的值）
3，4，5 （printf输出的a，b，c的值）
（1）&a、&b、&c中的&是地址运算符，分别获得这三个变量的内存地址。
（2）"%d%d%d"是按十进值格式输入三个数值。输入时，在两个数据之间可以用一个或多个 空格、tab键、回车键 分隔。
以下是合法输入方式：
① 3□□4□□□□5↙
② 3↙
4□5↙
③ 3（tab键）4↙
5↙
例2.
#include "stdio.h"
int main(int argc, char **argv)
{
int a, b, c;
scanf("%d,%d,%d", &a, &b, &c);
printf("%d,%d,%d\n", a, b, c);
return 0;
}
运行时按如下方式输入三个值：
3,4,5 ↙（输入a,b,c的值）
或者
3,□4,□5 ↙（输入a,b,c的值）
3,□□□4,□5 ↙（输入a,b,c的值）
......
都是合法的，但是","一定要跟在数字后面，如：
3□，4,□5 ↙就非法了，程序出错。（解决方法与原因后面讲）
3、注意事项
（1）sacnf()中的变量必须使用地址。
int a, b;
scanf("%d%d", a, b); // 错误
scanf("%d%d", &a, &b);
（2）scanf()的格式控制串可以使用其它非空白字符，但在输入时必须输入这些字符。
例：
scanf("%d,%d", &a, &b);
输入： 3,4 ↙（逗号与"%d,%d"中的逗号对应）
scanf("a=%d,b=%d", &a, &b);
输入： a=3,b=4 ↙（"a=","b=",逗号与"%d,%d"中的"a=","b="及逗号对应）
（3）在用"%c"输入时，空格和“转义字符”均作为有效字符。
例：
scanf("%c%c%c", &c1, &c2, &c3);
输入：a□b□c↙
结果：a→c1，□→c2，b→c3 (其余被丢弃)
scanf()函数接收输入数据时，遇以下情况结束一个数据的输入：（不是结束该scanf函数，scanf函数仅在每一个数据域均有数据，并按回车后结束）。
① 遇空格、“回车”、“跳格”键。
② 遇宽度结束。
③ 遇非法输入。
4、常见问题
问题一：scanf()函数不能正确接受有空格的字符串？如: I love you!
#include "stdio.h"
int main(int argc, char **argv)
{
char str[80];
scanf("%s", str);
printf("%s", str);
return 0;
}
输入：I live you!
输出：I
scanf()函数接收输入数据时，遇以下情况结束一个数据的输入：（不是结束该scanf函数，scanf函数仅在每一个数据域均有数据，并按回车后结束）。
① 遇空格、“回车”、“跳格”键。
② 遇宽度结束。
③ 遇非法输入。
所以，上述程序并不能达到预期目的，scanf()扫描到"I"后面的空格就认为对str的赋值结束，并忽略后面的"love you!"。这里要注意是"love you!"还在键盘缓冲区（关于这个问题，网上我所见的说法都是如此，但是，我经过调试发现，其实这时缓冲区字符串首尾指针已经相等了，也就是说缓冲区清空了，scanf()函数应该只是扫描stdin流，这个残存信息是在stdin中)。我们改动一下上面的程序来验证一下：
#include <unistd.h>
#include "stdio.h"
int main(int argc, char **argv)
{
char str[80];
char str1[80];
char str2[80];
scanf("%s", str); // 此处输入:I love you!
printf("%s", str);
sleep(5); // 这里等待5秒, 告诉你程序运行到什么地方
scanf("%s", str1); // 这两句无需你再输入, 是对键盘盘缓冲区再扫描
scanf("%s", str2); // 这两句无需你再输入, 是对键盘盘缓冲区再扫描
printf("\n%s", str1);
printf("\n%s", str2);
return 0;
}
输入：I love you!
输出：I
love
you!
好了，原因知道了，那么scanf()函数能不能完成这个任务？回答是：能！别忘了scanf()函数还有一个 %[] 格式控制符（如果对%[]不了解的请查看本文的上篇），请看下面的程序：
#include <unistd.h>
#include "stdio.h"
int main(int argc, char **argv)
{
char string[50];
//scanf("%s", string); //不能接收空格符
scanf("%[^\n]", string);
printf("%s\n", string);
return 0;
}
问题二：键盘缓冲区残余信息问题
#include "stdio.h"
int main(int argc, char **argv)
{
int a;
char c;
do
{
scanf("%d", &a);
scanf("%c", &c);
printf("a=%d c=%c\n", a, c);
//printf("c=%d\n", c);
}
while (c != 'N');
return 0;
}
scanf("%c", &c);这句不能正常接收字符，什么原因呢？我们用 printf("c=%d\n", c); 将C用int表示出来，启用 printf("c=%d\n", c); 这一句，看看 scanf() 函数赋给c到底是什么，结果是 c=10，ASCII值为10是什么？换行即\n。对了，我们每击打一下"Enter"键，向键盘缓冲区发去一个“回车”(\r),一个“换行"(\n)，在这里\r被 scanf() 函数处理掉了（姑且这么认为吧^_^），而\n被scanf()函数“错误”地赋给了c。
解决办法：
可以在两个 scanf() 函数之后加个 fflush(stdin);，还有加 getch(); getchar(); 也可以，但是要视具体 scanf() 语句加那个，这里就不分析了，读者自己去摸索吧。但是加fflush(stdin);不管什么情况都可行。
函数名: fflush
功 能: 清除一个流
用 法: int fflush(FILE *stream);
#include "stdio.h"
int main(int argc, char **argv)
{
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');
return 0;
}
这里再给一个用“空格符”来处理缓冲区残余信息的示例：
运行出错的程序：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int i;
char j;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
scanf("%c", &j); // 这里%前没有空格
}
return 0;
}
使用了空格控制符后：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int i;
char j;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
scanf(" %c", &j); // 注意这里%前有个空格
}
return 0;
}
可以运行看看两个程序有什么不同。
问题三：如何处理scanf()函数误输入造成程序死锁或出错？
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int a, b, c; // 计算a+b
scanf("%d,%d", &a, &b);
c = a + b;
printf("%d+%d=%d", a, b, c);
return 0;
}
如上程序，如果正确输入a,b的值，那么没什么问题，但是，你不能保证使用者每一次都能正确输入，一旦输入了错误的类型，你的程序不是死锁，就是得到一个错误的结果,呵呵，这可能所有人都遇到过的问题吧？
解决方法：
scanf()函数执行成功时的返回值是成功读取的变量数，也就是说，你这个scanf()函数有几个变量，如果scanf()函数全部正常读取，它就返回几。但这里还要注意另一个问题，如果输入了非法数据，键盘缓冲区就可能还个有残余信息问题。
正确的例程：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int a, b, c; // 计算a+b
while (scanf("%d,%d", &a, &b) != 2)
{
fflush(stdin);
}
c = a + b;
printf("%d+%d=%d", a, b, c);
return 0;
}
