11.2字符串输入

目录

• 二、字符串输入
  • 2.1 分配空间
  • 2.2 不幸的 gets() 函数
  • 2.3 gets() 的替代品
    • 2.3.1 fgets() 函数（和 fputs()）
    • 2.3.2 空字符和空指针
    • 2.3.3 gets_s() 函数
    • 2.3.4 s_gets()函数
  • 2.4 scanf() 函数
• 作业
  • 11.13.1.& 11.13.2

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二、字符串输入

2.1 分配空间

• 如果想把一个字符串读入程序，首先必须预留储存该字符串的空间，然后用输入函数获取该字符串。

• 分配空间有两种方法：第一种是在声明时显示指明数组的大小，

  如，char name[81]; ，现在 name 是一个已分配块（81字节）的地址。

• 第二种方法是使用 C 库函数来分配内存。

2.2 不幸的 gets() 函数

• gets() 函数读取整行输入，直至遇到换行符，然后丢弃换行符，储存其余字符，并在这些字符的末尾添加一个空字符使其成为一个 C 字符串。

• gets() 函数经常和 puts() 函数配对使用，用于显示字符串，并在末尾添加换行符。

  // 使用 gets() 和 puts()                输出：
  #include <stdio.h>                      //Enter a string, please.
  #define STLEN 81                        //I want to learn about string theory!(输入)
  int main(void)                          //Your string twice:
  {                                       //I want to learn about string theory!   
      char words[STLEN];                  //I want to learn about string theory!
      puts("Enter a string, please.");    //Done
      gets(words); // 典型用法 
      
      printf("Your string twice:\n"); 
      printf("%s\n", words); 
      puts(words); 
      puts("Done."); 
      
      return 0; 
  } 
  //整行输入（除了换行符）都被储存在 words 中，puts(words)和 printf("%s\n, words")的效果相同。
  

• gets() 函数只知道数组的开始处，并不知道数组中有多少个元素。

• 如果输入的字符串过长，会导致缓冲区溢出，即多余的字符超出了指定的目标空间。

• 如果这些多余的字符只是占用了尚未使用 的内存，就不会立即出现问题；如果它们擦写掉程序中的其他数据，会导致程序异常中止；或者还有其他情况。

2.3 gets() 的替代品

2.3.1 fgets() 函数（和 fputs()）

• fgets() 函数通过第 2 个参数限制读入的字符数来解决溢出的问题。
• fgets() 和 gets() 的区别：
  • fgets() 函数的第2个参数指明了读入字符的最大数量。如果该参数的值是 n，那么 fgets() 将读入 n-1 个字符，或者读到遇到的第一个换行符为止。
  • 如果 fgets() 读到一个换行符，会把它储存在字符串中，gets() 会丢弃换行符。
  • fgets() 函数的第 3 个参数指明要读入的文件。如果读入从键盘输入的数据，则以 stdin（标准输入）作为参数，该标识符定义在stdio.h 中。
• 因为 fgets() 函数把换行符放在字符串的末尾（假设输入行不溢出），通常要与 fputs() 函数（和 puts() 类似）配对使用，除非该函数不在字符串末尾添加换行符。

//使用 fgets() 和 fputs()            输出：Enter a string, please.
#include <stdio.h>                    // apple pie(输入)
#define SELEN 14                      // Your string twice (puts(), then fputs()):
int main(void)                        // apple pie
{                                     //
    char words[SELEN];                // apple pie
    puts("Enter a string, please.");  // Enter another string, please.
    fgets(words, SELEN, stdin);       // strawberry shortcake(输入)
    printf("Your string twice (puts(), then fputs()):\n");
    puts(words);                      // Your string twice (puts(), then fputs()):
    fputs(words, stdout);             // strawberry sh
                                      // strawberry shDone.
    puts("Enter another string, please.");   
    fgets(words, SELEN, stdin);             
    printf("Your string twice (puts(), then fputs()):\n");
    puts(words);
    fputs(words, stdout);
    puts("Done.");
 
    return 0;
}
//第 1 次输入 apple pie，比 fgets() 读入的整行输入短，因此 apple pie\n\0 被储存在数组中。当 puts() 显示该字符串时又在末尾添加了换行符，apple pie 后面有一行空行。因为fputs()不在字符串末尾添加换行符，所以并未打印出空行。
//第 2 行输入 strawberry shortcake，超过了指定的大小，所以 fgets() 只读入了 13 个字符，并把 strawberry sh\0 储存在数组中。

• fputs() 函数的第 2 个参数指明它要写入的文件。如果要显示在计算机显示器上，应使用 stdout（标准输出）作为该参数。
• fputs() 函数返回指向 char 的指针。
• 如果一切进行顺利，该函数返回的地址与传入的第 1 个参数相同。
• 如果函数读到文件结尾，它将返回一个特殊的指针：空指针，该指针保证不会指向有效的数据。
• 在代码中，可以用数字 0 来代替，不过在 C 语言中用宏 NULL 来代替更常见（如果在读入数据时出现某些错误，该函数也返回 NULL）。

// fgets3.c -- 使用 fgets() 
#include <stdio.h> 
#define STLEN 10 
int main(void) 
{
    char words[STLEN]; 
    int i; 
    puts("Enter strings (empty line to quit):"); 
    while (fgets(words, STLEN, stdin) != NULL && words[0] != '\n') 
    {
	i = 0; 
	while (words[i] != '\n' && words[i] != '\0') //遍历字符串，直至遇到换行符或空字符。
		i++; 
	if (words[i] == '\n') //遇到换行符，替换成空字符
		words[i] = '\0'; 
	else //遇到空字符，丢弃输入行的剩余字符
		while (getchar() != '\n') 
			continue; 
	puts(words); 
	}
    puts("done"); 
    return 0; 
}

2.3.2 空字符和空指针

• 空字符（或'\0'）是用于标记 C 字符串末尾的字符，其对应字符编码是 0。由于其他字符的编码不可能是 0，所以不可能是字符串的一部分。
• 空指针（或 NULL）有一个值，该值不会与任何数据的有效地址对应。通常，函数使用它返回一个有效地址表示某些特殊情况发生，例如遇到文件结尾或未能按预期执行。
• 空字符是整数类型，而空指针是指针类型。
• 空字符和空指针都可以用数值 0 来表示，但是两者是不同类型的 0。
• 空字符是一个字符，占 1 字节；而空指针是一个地址，通常占 4 字节。

2.3.3 gets_s() 函数

• gets_s() 只从标准输入中读取数据，所以不需要第 3 个参数。

• gets_s() 会丢弃读到的换行符。

• 如果gets_s()读到最大字符数都没有读到换行符，会执行以下几步：

  • 首先把目标数组中的首字符设置为空字符，读取并丢弃随后的输入直至读到换行符或文件结尾，然后返回空指针。
  • 接着，调用依赖实现的“处理函数”（或选择其他函数），可能会中止或退出程序。

• 如果输入行太长，使用 gets() 会擦写现有数据，存在安全隐患。

• gets_s() 函数很安全，但是，如果不希望程序中止或退出，就要知道如何编写特殊的“处理函数”。

• 如果打算让程序继续运行，gets_s() 会丢弃该输入行的其余字符，无论你是否需要。

• 当输入与预期不符时，gets_s() 完全没有 fgets() 函数方便、灵活。鉴于此，fgets() 通常是处理类似情况的最佳选择。

2.3.4 s_gets()函数

• 上方程序演示了fgets()函数的一种用法：读取整行输入并用空字符 代替换行符，或者读取一部分输入，并丢弃其余部分。

• 下方为我们自己创建的处理这种情 况的标准函数：

  char * s_gets(char * st, int n) 
  {
  	char * ret_val; 
  	int i = 0; 
  	ret_val = fgets(st, n, stdin);
  	if (ret_val) // 即，ret_val != NULL 
  	{
  		while (st[i] != '\n' && st[i] != '\0') 
  			i++; 
  		if (st[i] == '\n') 
  			st[i] = '\0'; 
  		else while (getchar() != '\n') 
  			continue; 
  	}
  	return ret_val; 
  }
  //们设计的 s_gets()函数并不完美，它最严重的缺陷是遇到不合适的输入时毫无反应。丢弃多余的字符时，既不通知程序也不告知用户。
  //丢弃过长输入行中的余下字符原因：输入行中多出来的字符会被留在缓冲区中，成为下一次读取语句的输入。
  

2.4 scanf() 函数

• scanf()和gets()或fgets()的区别在于它们如何确定字符串的末尾：
  • scanf()更像是“获取单词”函数，而不是“获取字符串”函数；
  • 如果预留的存储区装得下输入行，gets()和fgets()会读取第1个换行符之前所有的字符。
  • scanf()函数有两种方法确定输入结束。无论哪种方法，都从第1个非空白字符作为字符串的开始。如果使用%s转换说明，以下一个空白字符（空行、空格、制表符或换行符）作为字符串的结束（字符串不包括空白字符）
  • 根据输入数据的性质，用 fgets() 读取从键盘输入的数据更合适。因为，scanf()无法完整读取书名或歌曲名，除非这些名称是一个单词。

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作业

11.13.1.& 11.13.2

#include <stdio.h>
#define LEN 10
char * getnchar(char * str, int n);
int main(void)
{
    char input[LEN];//存储字符串的数组
    char *check;

    printf("Enter string:\n"); 
    check = getnchar(input, LEN - 1);

    if (check == NULL)  
 	puts("Input failed.");
    else
 	puts(input);
    puts("Done.\n");
 
    return 0;
}
char * getnchar(char * str, int n) 
{     
    int i;     
    char ch; 
    
    for (i = 0; i < n; i++)//读取9个字符，超过跳出。     
    {         
	ch = getchar();         
	if (ch != EOF && ch != ' ' && ch != '\n' && ch != '\t')            
	    str[i] = ch;         
	else        //读取到文件结尾,空白，换行符，制表符结束      
	    break;     
	}     
	if (ch == EOF)       
	    return NULL;     
	else     
	{         
	    str[i] = '\0';    
	    return str;     //返回指针名 
	} 
}