getchar 和EOF

本文章基于：http://www.cnblogs.com/QLinux/articles/2465329.html，稍作了修改。  

大师级经典的著作，要字斟句酌的去读，去理解。以前在看K&R的The C Programming Language(Second Edition)中第1.5节的字符输入/输出，很迷惑getchar()和EOF的行为。因此,感觉很有必要总结一下，不然，很多琐碎的知识点长时间过后就会淡忘的，只有写下来才是最好的方法。
一、对getchar的两点总结：

1. getchar是以行为单位进行存取的。
当调用getchar函数读取输入时，只有当输入字符为换行符'/n'或文件结束符EOF时，getchar才会停止执行，整个程序将会往下执行。并且，如果输入行是以EOF结束的（EOF之前不是换行符），则EOF会被“吃掉”（即不会被getchar读取到）。譬如下面程序段：

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

执行程序

输入：abc，然后回车。则程序就会去执行puchar(c)，然后输出abc和一个回车。然后可以继续输入，再次遇到换行符的时候，程序又会把 那一行的输入的字符输出在终端上。

输入：abc，然后执行ctrl+d，则程序执行putchar(c),然后输出abc。（此处ctrl+d和回车具有一样的功能）。

令人迷惑的是，getchar不是以字符为单位读取的吗？那么，既然我输入了第一个字符a，肯定满足while循环(c = getchar()) != EOF的条件，那么应该执行putchar(c)在终端输出一个字符a。但是程序就偏偏不这样执行，而是必需读到一个换行符或者文件结束符EOF才进行一次输出。 

造成这种结果的一种解释是，输入终端驱动处于一次一行 的模式下。也就是虽然getchar()和putchar()确实是按照每次一个字符进行的。但是终端驱动处于一次一行的模式，它的输入只有到'/n'或 者EOF时才结束。在本例中，程序段调用了getchar函数，则控制权从程序段转移到getchar函数，而getchar函数要依赖于操作系统的驱动 来读取输入，没遇到换行符或者EOF，驱动不会通知getchar函数，getchar函数处于“阻 塞”状态。而遇到换行符或者EOF后，getchar函数解除“阻塞”，读取一个字符，控制权返回程序段，执行putchar函数，循环执行。直到遇到EOF字符或者这行输入全部处理完。

2. getchar()的返回值一般情况下是非负 值，但也可能是负值，即返回EOF。EOF在函数库里一般定义为-1。正确的定义方法如下(K&R C中特别提到了这个问题)：

int c;
c = getchar();
//原因忘了...

 

二、EOF的两点总结(主要指普通终端中的EOF)
1. EOF作为文件结束符时的情况：

EOF虽然是文件结束符，但并不是在任何情况下输入Ctrl+D(Windows下Ctrl+Z)都能够实现文件结束的功能，只有在下列的条件下，才作为文件结束符。
(1)遇到getcahr函数执行时，要输入第一个字符时就直接输入Ctrl+D；
(2)在前面输入的字符为换行符时， 接着输入Ctrl+D；
(3)在前面有字符输入且不为换行符时，要连着输入两次Ctrl+D，这时第二次输入的Ctrl+D起到文件结束符的功能，至于第一次的
Ctrl+D作为行结束符（如1.1所讲）。

其实，这三种情况都可以总结为只有在getchar()提示新的一次输入时， 直接输入Ctrl+D才相当于文件结束符。

2. EOF作为行结束符时的情况，这时候输入Ctrl+D作为行结束的标志能结束getchar()的“阻塞”，使getchar()逐个字符读入，但是EOF会被“吃掉”，并不会被读取。 

以上面的代码段为例， 如果执行时输入abc，然后 Ctrl+D，程序输出结果为：
abcabc

注意:第一组abc是你从终端输入的，然后输入Ctrl+D，getchar逐个字符读取并逐个输出打印出第二组abc，同时光标停在第二组字符的c后面，然后可以进行新一次的输入。这时如果再次输入Ctrl+D，就会起到了文件结束符的作用，因为EOF是一行输入的第一个字符。如果输入abc之后，然后回车，输入换行符的话，则终端显示为：
abc'/n'
abc'/n'
//第三行

其中第一行为你终端输入的，第二行是终端输出（含换行符），光标停在了第三行处，等待新一次的终端输入。从这里也可以看出Ctrl+D和换行符分别作为行结束符时，输出的不同结果。