字符串输入输出函数

字符串输入

字符串输入首先要考虑的是存储位置和存储空间大小。
例子：char *name; scanf("%s", name); 指针未初始化，可能指向内存中的任意地方，字符串读入的时候有可能覆盖内存中的关键数据，造成程序或机器崩溃。
char name[81]; 这种方式显式声明空间并进行初始化。

gets()函数

scanf("%s", str)函数读入单个word。而gets()可以读取一整行的字符串。它通过换行符读取整行，丢弃换行符，存储剩余的字符，添加空字符('\0')以创建C字符串。一般和puts()搭配使用。
示例：

#include<stdio.h>
#define STLEM 81
int main(void)
{
    char words[STLEM];

    puts("Enter a string, please.");
    gets(words);
    printf("Your string twice:\n");
    printf("%s\n", words);
    puts(words);
    puts("Done.");

    return 0;
}

⚠️：gets函数的问题（int puts(const char *);）：虽然在定义字符串的时候声明了大小为81，但gets函数无法阻止输入超过大小的字符串长度，编译运行时将报错"warning: this program uses gets(), which is unsafe."
gets函数只接收一个参数，char类型的指针。没有其他参数限定用户输入的字符串长度。gets()只知道数组的开始位置，却不知道数组的长度。
如果输入字符串太长，则会出现缓冲区溢出，这意味着多余的字符溢出了指定的目标。额外的字符可能只是进入未使用的内存并且没有立即出现问题，或者它们可能会覆盖程序中的其他数据，但这些肯定不是唯一的可能性。
C99已经不建议使用该函数，并建议将gets()从标准库中移除，C11已经将gets()从标准中移除。但C的标准只是要求编译器厂商必须符合所要求的标准，而不是限制编译器厂商不能做什么。所以，主流的编译器依然支持gets()函数已确保向后兼容。

gets()的替代品fgets()

为了解决gets()函数容易引起的缓冲区溢出问题，出现了fgets()函数。char *fgets(char * __restrict, int, FILE *);
fgets()与gets的主要不同点为：

fgets()有第二个参数，是一个int类型，限定输入的字符串最大长度。
fgets()读取换行符('\n')，并保存在字符串中，而不是像gets()，丢弃换行符。
fgets()有第三个参数，默认为文件输入。也可以读取键盘输入，参数为stdin。

示例：

#include<stdio.h>
#define STLEN 14
int main(void)
{
    char words[STLEN];

    puts("Enter a string, please.");
    fgets(words, STLEN, stdin);
    printf("Your string twice (puts(), then fputs()):\n");
    puts(words);
    fputs(words, stdout);
    puts("Enter another string, please.");
    fgets(words, STLEN, stdin);
    printf("Your string twice (puts(), then fputs()):\n");
    puts(words);
    fputs(words, stdout);
    puts("Done.");

    return 0;
}

输出:
Enter a string, please.
apple pie
Your string twice (puts(), then fputs()):
apple pie

apple pie
Enter another string, please.
strawberry shortcake
Your string twice (puts(), then fputs()):
strawberry sh
strawberry shDone.

解读：

首先输入"apple pie"，字符串长度小于14，使用fgets()时会保留换行符。使用puts()输出时，会额外添加一个换行符（因为gets()丢弃了换行符），则puts()会输入"\n\0\n"。fputs()会按words实际保存的进行输出。因此，两个"apple pie"之间的空行就是puts()函数额外添加的。
其次输入"strawberry shortcake"，字符串长度超过14，则仅保留13个有效当前输入(额外一个留给'\0')。故使用puts()时输出"strawberry sh\0\n"（'\n'为额外添加）。而使用fputs()输出时，不会添加'\n'，故直接输出"strawberry sh"，紧接着是"Done."。

fgets()函数的返回值为指向char类型的指针。指针指向输入的字符串地址。但是，如果函数遇到文件结尾，则返回一个称为空指针的特殊指针。这是一个确保不指向有效数据的指针，因此它可用于指示特殊情况。在代码中，该指针可以表示为数字0，或者在C中更通常的表示方法为宏NULL。

fgets()的输入问题

由于fgets()会保存换行符，这就带来了一些问题。有时，你不想保存该换行符，而仅仅将用户输入的换行符作为buffered I/O的一个指令，通知临时存储区的数据可以被fgets()函数使用。
如何丢弃换行符？

while (words[i] != '\n')
    i++;
words[i] = '\0';

words为通过fgets()得到的输入字符串，将换行符替换为'\0'。

如果想将超过数组定义大小的剩余字符串也丢弃掉，以免作为下次的输入，如何做到呢？

while (getchar() != '\n')
    continue;

Null字符和NULL指针

NULL字符或'\0'，用来标记字符串的结束。代码为0的字符，ASCII 为0的字符。
空指针或NULL具有与有效数据地址不对应的值。它通常由函数使用，否则返回有效地址以指示某些特殊情况，例如遇到文件结束或未能按预期执行。
另外，空字符是int类型，而NULL指针是指针类型。

gets_s()函数

C11引入了一个新函数gets_s()，类似fgets()，但和fgets也有不同之处。

gets_s()只读取标准输入，因此不需要第三个参数如stdin。
如果get_s()读取到换行符，则丢弃换行符，而不是和fgets()一样，保留它。
如果gets_s（）读取最大字符数并且无法读取换行符，则需要几个步骤。它将目标数组的第一个字符设置为空字符。它会读取并丢弃后续输入，直到遇到换行符或文件结尾。它返回空指针。它调用依赖于实现的“处理程序”函数（或者选择的函数），这可能导致程序退出或中止。

轮子

char * s_gets(char *st, int n)
{
    char *ret_val;
    int i = 0;

    ret_val = fgets(st, n, stdin);
    if (ret_val)
    {
        while (st[i] != '\n' && st[i] != '\0')
            i++;
        if (st[i] == '\n')
            st[i] = '\0';
        else
        {
            while (getchar() != '\n')
                continue;
        }
    }

    return ret_val;
}

s_gets()函数为自定义函数，可以丢弃fgets()函数保留的换行符，同时丢弃超过最大字符数的剩余输入。

scanf()函数

一般我们使用scanf()函数和%s格式读取字符串。scanf()更像是读取一个单词，而不是一个字符串。
示例：

Input Statement	Original Input Queue*	Name Contents	Remaining Quenue
scanf("%s', name);	Fleebert#Hup	Fleebert	#Hup
scanf("%5s", name);	Fleebert#Hup	Fleeb	ert#Hup
scanf("%5s", name);	Ann#Ular	Ann	#Ular

‘#’代表space character(/t, /b等）。
可以到，scanf会在遇到空白字符或最大字符时读取结束，其他字符将再下次输入时读取。scanf的返回值为成功读取到的字符串个数。

字符串输出

puts()函数

puts()函数用来输出字符串，函数原型为int puts(const char *); 参数为一个char类型的指针。那puts()是如何知道字符串的结尾位置呢？因为字符串结尾为'\0'，puts()函数读到'\0'时截止。
puts()函数会在字符串末尾添加'\n'换行符，因为puts()函数读取字符串时会丢弃'\n'换行符。

fputs()函数

fputs()是puts()函数的面向文件的版本，原型为：int fputs(const char * __restrict, FILE * __restrict); 和puts()的主要区别如下：

fputs()函数接收第二个参数，说明要输出的字符串写入的哪个文件，可以使用stdout作为屏幕输出。
和puts()不同，fputs()不会自动在字符串输出的时候添加换行符'\n'。

printf()函数

和puts()函数类似，也是将字符串地址作为函数参数。printf（）函数使用起来不如puts（），但它更通用，因为它格式化各种数据类型。printf()也不会自动添加换行符。

总结

输入类型	参数及返回值	说明	输出类型	参数及返回值	说明
int scanf(const char \* __restrict, ...)	参数：字符串地址返回值：返回成功匹配和分配的输入项的数量，可以少于提供的数量，或者在早期匹配失败时甚至为零	scanf函数不会默认添加换行符，且一般用其读入单个单词（读到空格字符停止）	int printf(const char \* __restrict, ...)	参数：字符串地址，各种格式化输出返回值：如果成功，则返回写入的字符总数。失败时，返回负数	一般用来格式化输出
char \gets(char \);	参数：字符串地址返回值：在成功时返回str，在出错时或文件结束时返回NULL，而没有读取任何字符	默认会丢弃输入的换行符。已在C11标准中移除，无法控制用户输入的字符串长度，可能造成缓冲区溢出	int puts(const char \*);	参数：字符串地址返回值：如果成功，则返回非负值。出错时，该函数返回EOF	该函数会默认添加换行符
char \fgets(char \ __restrict, int, FILE \*);	参数：字符串地址；字符串最大长度；指向FILE对象的指针，该对象标识从中读取字符的流(可为stdin) 返回值：成功时，该函数返回相同的str参数。如果遇到文件结尾且未读取任何字符，则str的内容保持不变，并返回空指针。如果发生错误，则返回空指针	gets()函数的替代品，防止缓冲区溢出。fgets()会默认保留输入的换行符	int fputs(const char \* __restrict, FILE \* __restrict)	参数：包含要写入的以null结尾的字符序列的数组；指向FILE对象的指针，该对象标识要写入字符串的流（可为stdout）返回值：返回非负值，否则在返回EOF时返回错误。	该函数不会默认添加换行符

posted @ 2019-01-05 15:51 Jeffrey_Yang 阅读(1632) 评论(0) 编辑收藏举报

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