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（修正版，欢迎指正）【原创】getchar()和EOF总结

时间:2008-01-16 11:13:45 来源: 作者:

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(SecondEdition)
第1.5节的字符输入/输出，被getchar()和EOF所迷惑了。可能主要还是由于没有搞清楚getchar()的工作原理和EOF的用法。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。

其实，getchar()最典型的程序也就几行代码而已。本人所用的环境是DebianGNU/Linux，在其他系统下也一样。
一、getchar的两点总结：
1.getchar是以行为单位进行存取的。
当用getchar进行输入时，如果输入的第一个字符为有效字符(即输入是文件结束符EOF，Windows下为组合键Ctrl+Z，Unix/Linux下为组合键Ctrl+D)，那么只有当最后一个输入字符为换行符'n'(也可以是文件结束符EOF，EOF将在后面讨论)时，getchar才会停止执行，整个程序将会往下执行。譬如下面程序段：
[table=95%][tr][td][font=FixedSys][color=#000000][color=#0000ff]while[/color][color=#0000cc]([/color][color=#0000cc]([/color]c [color=#0000cc]=[/color] [color=#ff0000]getchar[/color][color=#0000cc]([/color][color=#0000cc])[/color][color=#0000cc])[/color] [color=#0000cc]![/color][color=#0000cc]=[/color] [color=#ff0000]EOF[/color][color=#0000cc])[/color][color=#0000cc]{[/color]
    [color=#ff0000]putchar[/color][color=#0000cc]([/color]c[color=#0000cc])[/color][color=#0000cc];[/color]
[color=#0000cc]}[/color][/color][/font][/td][/tr][/table]
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，这个地方不要忘了，系统输出的还有一个回车。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。

对于getchar，肯定很多初学的朋友会问，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的条件阿，那么应该执行putchar(c)在终端输出一个字符a。不错，我在用getchar的时候也是一直这么想的，但是程序就偏偏不着样执行，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。

对这个问题的一个解释是，在大师编写C的时候，当时并没有所谓终端输入的概念，所有的输入实际上都是按照文件进行读取的，文件中一般都是以行为单位的。因此，只有遇到换行符，那么程序会认为输入结束，然后采取执行程序的其他部分。同时，输入是按照文件的方式存取的，那么要结束一个文件的输入就需用到EOF(Enf Of File). 这也就是为什么getchar结束输入退出时要用EOF的原因。

2.getchar()的返回值一般情况下是字符，但也可能是负值，即返回EOF。

这里要强调的一点就是，getchar函数通常返回终端所输入的字符，这些字符系统中对应的ASCII值都是非负的。因此，很多时候，我们会写这样的两行代码：
[table=95%][tr][td][font=FixedSys][color=#000000][color=#0000ff]char[/color] c[color=#0000cc];[/color]
c [color=#0000cc]=[/color] [color=#ff0000]getchar[/color][color=#0000cc]([/color][color=#0000cc])[/color][color=#0000cc];[/color][/color][/font][/td][/tr][/table]

这样就很有可能出现问题。因为getchar函数除了返回终端输入的字符外，在遇到Ctrl+D(Linux下)即文件结束符EOF时，getchar()的返回EOF，这个EOF在函数库里一般定义为-1。因此，在这种情况下，getchar函数返回一个负值，把一个负值赋给一个char型的变量是不正确的。为了能够让所定义的变量能够包含getchar函数返回的所有可能的值，正确的定义方法如下(K&R C中特别提到了这个问题)：
[table=95%][tr][td][font=FixedSys][color=#000000][color=#0000ff]int[/color] c[color=#0000cc];[/color]
c [color=#0000cc]=[/color] [color=#ff0000]getchar[/color][color=#0000cc]([/color][color=#0000cc])[/color][color=#0000cc];[/color][/color][/font][/td][/tr][/table]
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，就可以跳出getchar(),去执行程序的其他部分；
(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的作用将在下面介绍。
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并不能结束getchar(),而只能引发getchar()提示下一轮的输入。

这种情况主要是在进行getchar()新的一行输入时，当输入了若干字符(不能包含换行符)之后，直接输入Ctrl+D，此时的Ctrl+D并不是文件结束符，而只是相当于换行符的功能，即结束当前的输入。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：
[color=Red]abcabc[/color]

注意:第一组abc为从终端输入的，然后输入Ctrl+D，就输出第二组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，则起到了文件结束符的作用，结束getchar（）。
如果输入abc之后，然后回车，输入换行符的话，则终端显示为：
[color=Red]abc         //第一行，带回车[/color]
[color=Red]abc         //第二行[/color]
[color=Red]               //第三行[/color]

其中第一行为终端输入，第二行为终端输出，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。
EOF的作用也可以总结为：当终端有字符输入时，Ctrl+D产生的EOF相当于结束本行的输入，将引起getchar()新一轮的输入；当终端没有字符输入或者可以说当getchar()读取新的一次输入时，输入Ctrl+D，此时产生的EOF相当于文件结束符，程序将结束getchar()的执行。
【补充】本文第二部分中关于EOF的总结部分，适用于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[font=Arial] 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，因此，终端上得到的输出也都是按行的。
如果要实现终端在读一个字符就结束输入的话，下面的程序是一种实现的方法(参考《C专家编程》,略有改动)
[table=95%][tr][td][font=FixedSys][color=#000000][color=#ff9900]/*Edit by Godbach
  CU Blog: http://blog.chinaunix.net/u/33048/
*/[/color]
[color=#0000cc]#[/color][color=#ff0000]include[/color] [color=#0000cc]<[/color]stdio[color=#0000cc].[/color]h[color=#0000cc]>[/color]
[color=#0000cc]#[/color][color=#ff0000]include[/color] [color=#0000cc]<[/color]stdlib[color=#0000cc].[/color]h[color=#0000cc]>[/color]

[color=#0000ff]int[/color]
main[color=#0000cc]([/color][color=#0000ff]void[/color][color=#0000cc])[/color]
[color=#0000cc]{[/color]
    [color=#0000ff]int[/color] c[color=#0000cc];[/color]
    /* 终端驱动处于普通的一次一行模式 */
    [color=#ff0000]system[/color][color=#0000cc]([/color][color=#ff00ff]"stty raw"[/color][color=#0000cc])[/color][color=#0000cc];[/color]

    [/color][/font][font=Arial][font=FixedSys][color=#000000]/* 现在的终端驱动处于一次一个字符模式 */[/color][/font][/font]
[font=FixedSys][color=#000000]    c [color=#0000cc]=[/color] [color=#ff0000]getchar[/color][color=#0000cc]([/color][color=#0000cc])[/color][color=#0000cc];
    [/color][color=#ff0000]putchar[/color][color=#0000cc]([/color][color=#0000cc])[/color][color=#0000cc];

    /* [/color][/color][/font][font=Arial][font=FixedSys][color=#000000]终端驱动处又回到一次一行模式 [/color][/font][/font][font=FixedSys][color=#000000][color=#0000cc]*/
[/color]     system("stty cooked");

    return 0;
}
[/color][/font][/td][/tr][/table]
编译运行该程序，则当如入一个字符时，直接出处一个字符，然后程序结束。
由此可见，由于终端驱动的模式不同，造成了getchar()输入结束的条件不一样。普通模式下需要回车或者EOF，而在一次一个字符的模式下，则输入一个字符之后就结束了。

希望本文可以对初学C的朋友提供一点帮助，也希望能和其他朋友进行交流。其中理解不对的地方若能得到指正和建议，本人将不胜感激。同时，本文参考了chinaunix.net关于getchar讨论的帖子和一位博友的文章，链接地址分别为：[/font]
[url=http://blog.chinaunix.net/u/9861/showart_64652.html]http://blog.chinaunix.net/u/9861/showart_64652.html
[url=http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=679688&extra=&page=1]http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=679688&extra=&page=1
[font=Arial]欢迎交流和指正。
[/font]

[ 本帖最后由 Godbach 于 2007-8-24 17:39 编辑 ]

choc 回复于：2007-08-24 15:12:00

这个好像和K&R里面说的一样啊!

Godbach 回复于：2007-08-24 15:21:11

引用：原帖由 choc 于 2007-8-24 15:12 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7258013&ptid=981231]
这个好像和K&R里面说的一样啊!

我觉得上面在getchar部分，K&R里面提到了一些，但是也只是简单的提了一下。
对于第二部分，应该在K&R里面提到的不多吧。
:wink: :wink:

ivhb 回复于：2007-08-24 15:39:12

关于按下CTRL+D部分（EOF总结部分），应该归于终端设置吧。比如，对于当前输入的buffer里
非换行字符，则需要按下两次。第一次，是刷新，第二次是设置结束标志。这个应该说，更多就是一个终端属性设定。试想，你要是stty raw模式，不可能出现这个结论。

Godbach 回复于：2007-08-24 15:49:40

引用：原帖由 ivhb 于 2007-8-24 15:39 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7258301&ptid=981231]
关于按下CTRL+D部分（EOF总结部分），应该归于终端设置吧。比如，对于当前输入的buffer里
非换行字符，则需要按下两次。第一次，是刷新，第二次是设置结束标志。这个应该说，更多就是一个终端属性设定。试想， ...

多谢ivhb兄提醒，当时也就是在终端下做的。有空了，在console下也试下。

ivhb 回复于：2007-08-24 15:52:56

这个也不是我的总结，是APUE关于终端说明部分的。
看的时间很长了，可能会有偏差。待你实验完，应该可以完善你的这个帖子了。

NewCore 回复于：2007-08-24 16:14:12

char c;
c = getchar();

char可以为负值，这样写是没有问题的。

ypxing 回复于：2007-08-24 16:24:21

看看这个链接

http://www.c-faq.com/stdio/getcharc.html

引用：原帖由 NewCore 于 2007-8-24 16:14 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7258590&ptid=981231]
char c;
c = getchar();

char可以为负值，这样写是没有问题的。

思一克回复于：2007-08-24 16:30:00

是tty buffer的作用。
getchar()还是按字节读的。也就是说你输入ABCDEFGn
那么getchar()一共被调用了8次，putchar()也是8次。

ivhb 回复于：2007-08-24 16:31:23

引用：原帖由 NewCore 于 2007-8-24 16:14 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7258590&ptid=981231]
char c;
c = getchar();

char可以为负值，这样写是没有问题的。

怎么会没有问题？
看来你没有遇到过这样的文件而已。
这样
你
int
main(void)
{
   printf("%cxxxxn", 255);
}
./a.out > bx

#include <stdio.h>

int
main(void)
{
  char c = getchar();
  if (c == EOF) {
    printf("reach EOFn");
    if (!feof(stdin))
      printf("not reach EOFn");
  }
}

./a.out <bx

思一克回复于：2007-08-24 16:32:52

getchar()的返回应定义为INT. 而不是char

Godbach 回复于：2007-08-24 16:42:48

引用：原帖由思一克于 2007-8-24 16:32 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7258756&ptid=981231]
getchar()的返回应定义为INT. 而不是char

看高手过招，学习了。

版主说得对，getchar的定义是：int getchar(void), 应该返回int.:)

NewCore 回复于：2007-08-24 17:01:36

有理

Godbach 回复于：2007-08-24 17:04:36

引用：原帖由思一克于 2007-8-24 16:30 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7258736&ptid=981231]
是tty buffer的作用。
getchar()还是按字节读的。也就是说你输入ABCDEFGn
那么getchar()一共被调用了8次，putchar()也是8次。

想起来了，再看C专家编程的时候，作者曾经在第8章中8.6节提到，如何不需要按回车键就能得到一个字符中，曾给出了一个例程，就是如何实现用getchar一次得到一个字符。
马上修改一下帖子，呵呵。

yecheng_110 回复于：2007-08-24 17:18:21

看看这个帖子
http://bbs.chinaunix.net/thread-233220-1-1.html

Godbach 回复于：2007-08-24 17:36:47

引用：原帖由 ivhb 于 2007-8-24 15:39 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7258301&ptid=981231]
关于按下CTRL+D部分（EOF总结部分），应该归于终端设置吧。比如，对于当前输入的buffer里
非换行字符，则需要按下两次。第一次，是刷新，第二次是设置结束标志。这个应该说，更多就是一个终端属性设定。试想， ...

已经进行了修正！:wink: :wink:

思一克回复于：2007-08-24 17:45:40

鼓励

Godbach 回复于：2007-08-24 17:48:08

引用：原帖由思一克于 2007-8-24 17:45 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7259383&ptid=981231]
鼓励

呵呵，多谢版主。
很多问题的发现和解决都得益于各位热心的网友。:em02: :em02:

stormgenius 回复于：2007-08-24 19:54:16

长期忽略了这些细节，今天感觉受益匪浅啊:em02:

Godbach 回复于：2007-08-25 18:12:15

引用：原帖由 stormgenius 于 2007-8-24 19:54 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7259975&ptid=981231]
长期忽略了这些细节，今天感觉受益匪浅啊:em02:

是阿，很多方面的知识如果深究起来的话，才会发现自己的理解还是不够全面。有了交流，提高的就很快。:mrgreen::mrgreen:

醉卧水云间回复于：2007-08-25 18:31:46

好多年都没用过getchar了，GUI下用处不大。

Godbach 回复于：2007-08-27 10:03:49

引用：原帖由醉卧水云间于 2007-8-25 18:31 发表 [url=http://bbs.chinaunix.net/redirect.php?goto=findpost&pid=7262653&ptid=981231]
好多年都没用过getchar了，GUI下用处不大。

呵呵，是啊。
BTW，楼上的GUI用什么环境开发啊？

herolf 回复于：2007-08-27 17:09:01

呵呵，文章写的挺好的啊。支持一下。哥们这种钻研的精神令人佩服啊。

Godbach 回复于：2007-08-27 21:12:58

呵呵，原来是herolf兄啊。:wink: :wink:

wolfkin 回复于：2007-08-27 21:20:06

现在基本上不用交互了，都用命令行选项搞定。

比克流回复于：2007-10-20 19:47:33

看高手们讨论，受益菲浅，太感谢了

原文链接：http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=981231
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