C语言字符输入与输出

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接下来我们看一组与字符型数据处理有关的程序。读者将会发现,许多程序只不过是这里所讨论的程序原型的扩充版本而已。

标准库提供的输入/输出模型非常简单。无论文本从何处输入,输出到何处,其输入/输出都是按照字符流的方式处理。文本流是由多行字符构成的字符序列,而每行字符则由 0 个或多个字符组成,行末是一个换行符。标准库负责使每个输入/输出流都能够遵守这一模型。使用标准库的 C 语言程序员不必关心在程序之外这些行是如何表示的。

标准库提供了一次读/写一个字符的函数,其中最简单的是 getchar 和 putchar 两个函数。每次调用时,getchar 函数从文本流中读入下一个输入字符,并将其作为结果值返回。也就是说,在执行语句

c = getchar()

之后,变量 c 中将包含输入流中的下一个字符。这种字符通常是通过键盘输入的。

每次调用 putchar 函数时将打印一个字符。例如,语句

putchar()

将把整型变量 c 的内容以字符的形式打印出来,通常是显示在屏幕上。putchar 与 printf 这两个函数可以交替调用,输出的次序与调用的次序一致。

借助于 getchar 与 putchar 函数,可以在不了解其它输入/输出知识的情况下编写出数量惊人的有用的代码。最简单的例子就是把输入一次一个字符地复制到输出,其基本思想如下:

读一个字符
while(该字符不是文件结束指示符)
	输出刚读入的字符
	读下一个字符

将上述基本思想转换为 C 语言程序为:

#include <stdio.h>
/* copy input to output; 1st version*/
main()
{
	int c;
	c = getchar();
	while (c != EOF) {
		putchar(c);
		c = getchar();
	}
}

其中,关系运算符!=表示“不等于”。

字符在键盘、屏幕或其它的任何地方无论以什么形式表现,它在机器内部都是以位模式存储的。char 类型专门用于存储这种字符型数据,当然任何整型(int)也可以用于存储字符型数据。因为某些潜在的重要原因,我们在此使用 int 类型。

这里需要解决如何区分文件中有效数据与输入结束符的问题。C 语言采取的解决方法是:在没有输入时,getchar 函数将返回一个特殊值,这个特殊值与任何实际字符都不同。这个值称为 EOF(end of file,文件结束)。我们在声明变量 c 的时候,必须让它大到足以存放 getchar 函数返回的任何值。这里之所以不把 c 声明成 char 类型,是因为它必须足够大,除了能存储任何可能的字符外还要能存储文件结束符 EOF。因此,我们将 c 声明成 int 类型。

EOF 定义在头文件<stdio.h>中,是个整型数,其具体数值是什么并不重要,只要它与任何 char 类型的值都不相同即可。这里使用符号常量,可以确保程序不需要依赖于其对应的任何特定的数值。

对于经验比较丰富的 C 语言程序员,可以把这个字符复制程序编写得更精炼一些。在 C 语言中,类似于

c = getchar()

之类的赋值操作是一个表达式,并且具有一个值,即赋值后左边变量保存的值。也就是说,赋值可以作为更大的表达式的一部分出现。如果将为 c 赋值的操作放在 while 循环语句的测试部分中,上述字符复制程序便可以改写成下列形式:

#include <stdio.h>
/* copy input to output; 2nd version
*/
main()
{
	int c;
	while ((c = getchar()) != EOF)
		putchar(c);
}

在该程序中,while 循环语句首先读一个字符并将其赋值给 c,然后测试该字符是否为文件结束标志。如果该字符不是文件结束标志,则执行 while 语句体,并打印该字符。随后重复执行 while 语句。当到达输入的结尾位置时,while 循环语句终止执行,从而整个 main 函数执行结束。

以上这段程序将输入集中化,getchar 函数在程序中只出现了一次,这样就缩短了程序,整个程序看起来更紧凑。习惯这种风格后,读者就会发现按照这种方式编写的程序更易阅读。我们经常会看到这种风格。(不过,如果我们过多地使用这种类型的复杂语句,编写的程序可能会很难理解,应尽量避免这种情况。)

对 while 语句的条件部分来说,赋值表达式两边的圆括号不能省略。不等于运算符!=的优先级比赋值运算符=的优先级要高,这样,在不使用圆括号的情况下关系测试!=将在赋值=操作之前执行。因此语句

c = getchar() != EOF

等价于语句

c = (getchar() != EOF)

该语句执行后,c 的值将被置为 0 或 1(取决于调用 getchar 函数时是否碰到文件结束标志),这并不是我们所希望的结果(更详细的内容,请参见第 2 章的相关部分)。

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