如何在C语言中读取用户输入的字符串？

Question

我想使用C程序读取用户输入的名称。

为此，我编写了以下代码：

char name[20];

printf("Enter name: ");
gets(name);

但是使用 gets 不好，那么有什么更好的方法吗？

- Peeyush

Answer 1

在编写代码时，我们绝对不应该使用gets（或具有未限定字符串大小的scanf），因为这会导致缓冲区溢出。相反，我们应该使用带有stdin句柄的fgets函数，它允许我们限制将放入缓冲区中的数据。

以下是我用于从用户获取输入行的小代码片段：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define OK       0
#define NO_INPUT 1
#define TOO_LONG 2
static int getLine (char *prmpt, char *buff, size_t sz) {
    int ch, extra;

    // Get line with buffer overrun protection.
    if (prmpt != NULL) {
        printf ("%s", prmpt);
        fflush (stdout);
    }
    if (fgets (buff, sz, stdin) == NULL)
        return NO_INPUT;

    // If it was too long, there'll be no newline. In that case, we flush
    // to end of line so that excess doesn't affect the next call.
    if (buff[strlen(buff)-1] != '\n') {
        extra = 0;
        while (((ch = getchar()) != '\n') && (ch != EOF))
            extra = 1;
        return (extra == 1) ? TOO_LONG : OK;
    }

    // Otherwise remove newline and give string back to caller.
    buff[strlen(buff)-1] = '\0';
    return OK;
}

这让我能够设置最大大小，如果输入的数据过多，它会检测到，并将剩余的行刷新，以便不影响下一个输入操作。

您可以使用以下内容进行测试：

// Test program for getLine().

int main (void) {
    int rc;
    char buff[10];

    rc = getLine ("Enter string> ", buff, sizeof(buff));
    if (rc == NO_INPUT) {
        // Extra NL since my system doesn't output that on EOF.
        printf ("\nNo input\n");
        return 1;
    }

    if (rc == TOO_LONG) {
        printf ("Input too long [%s]\n", buff);
        return 1;
    }

    printf ("OK [%s]\n", buff);

    return 0;
}

- paxdiablo

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请问scanf实现的系统库是否可以防止命令溢出（我知道如果开发人员没有检查输入，程序内部可能会发生溢出，但是系统库是安全的，对吗？）。 - Marm0t

如果你将一个40字节行输入到一个20字节的缓冲区中，而使用 scanf("%s") 函数，那么你就会出现问题。scanf 函数的整个目的在于扫描格式化的内容，而用户输入很少有比它更 非格式化 的了 :-) - paxdiablo

@Marm0t - 从以下问题的角度考虑一下：如果所有实现得到的只是一个指向内存切片（类型转换为char *）的指针，而没有任何参数告诉实现目标缓冲区的大小，那么应该如何防止溢出？ - luis.espinal

+1 给 paxdiablo，因为他阐明了 scanf 和 gets 的问题。 - luis.espinal

@paxdiablo - 很棒的建议，我之前给出的scanf建议让我回忆起了我不好的C语言时代。我推荐使用strn函数来避免缓冲区溢出问题，应该注意到自己的scanf溢出问题。你的解决方案加一分，你关于20字节/40字节缓冲区示例的评论也加一分！ - pstrjds

@pstrjds，从控制台使用scanf并不总是不好的，它可以用于一些有限的事情，比如数字输入（和家庭作业）等。但即使在这种情况下，它也不像生产质量应该具备的那样健壮。即使我需要使用类似scanf的操作来解析输入时，我也会将其读入缓冲区中，然后再从那里使用sscanf进行解析。 - paxdiablo

Answer 2

我认为读取用户输入的字符串的最佳和最安全的方式是使用getline()

下面是一个如何实现的例子:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    char *buffer = NULL;
    int read;
    unsigned int len;
    read = getline(&buffer, &len, stdin);
    if (-1 != read)
        puts(buffer);
    else
        printf("No line read...\n");

    printf("Size read: %d\n Len: %d\n", read, len);
    free(buffer);
    return 0;
}

- joaopauloribeiro

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read = getline(&buffer, &len, stdin);会给GCC警告，例如：gcc -Wall -c "getlineEx2.c" getlineEx2.c: 在函数'main'中: getlineEx2.c:32:5: 警告: 从不兼容的指针类型传递参数2给'getline' [默认启用] read = getline(&buffer, &len, stdin); ^ 在文件/usr/include/stdio.h:29:0中包含， 来自getlineEx2.c:24: /usr/include/sys/stdio.h:37:9: 注意: 预期是'size_t *'但实参是'unsigned int *' ssize_t _EXFUN(getline, (char **, size_t *, FILE *)); ^ 编译成功完成。 - rpd

只是更新一下，现在使用getline需要将len设置为size_t或unsigned long。 - Wes

缺点：仅支持POSIX而不是ANSI C。 - Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 3

在POSIX系统中，如果可用的话，您应该使用getline。

您还可以使用Chuck Falconer的公共领域ggets函数，它提供了更接近于gets但没有问题的语法。（Chuck Falconer的网站不再可用，尽管archive.org有一份拷贝，我也制作了自己的ggets页面。）

- jamesdlin

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有一个警告，即它不能正常处理以 CR 结尾的文件。这种情况并不像你想象的那么少见（在遇到一个充满这种文件的文件夹后，他说道）。很遗憾，他们没有允许 getdelim/getline 接受一个分隔符列表而不是一个单独的整数，这是一个被错过的机会。 - Maury Markowitz

@MauryMarkowitz 它可以在使用CR作为本地行尾格式的系统上运行。文本模式流将把任何本地行尾类型转换为\n。 - jamesdlin

Answer 4

我找到了一个简单而好的解决方案：

char*string_acquire(char*s,int size,FILE*stream){
    int i;
    fgets(s,size,stream);
    i=strlen(s)-1;
    if(s[i]!='\n') while(getchar()!='\n');
    if(s[i]=='\n') s[i]='\0';
    return s;
}

基于fgets，但去除了'\n'和stdin的额外字符（替换fflush(stdin)不适用于所有操作系统，如果需要在此之后获取字符串，则非常有用）。

- nicanz

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应该使用 fgetc 而不是 getchar，这样它就可以使用提供的 stream 而不是 stdin。 - jamesdlin

Answer 5

使用 scanf 函数移除输入字符串前的任何空格并限制要读取的字符数：

#define SIZE 100

....

char str[SIZE];

scanf(" %99[^\n]", str);

/* Or even you can do it like this */

scanf(" %99[a-zA-Z0-9 ]", str);

如果您不使用 scanf 限制要读取的字符数量，它可能会像 gets 一样危险。

- user11418441

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我可以用一个变量来代替在 scanf(" %99[^\n]", str); 中手动输入 99 吗？ - undefined

Answer 6

在BSD系统和Android上，您也可以使用fgetln：

#include <stdio.h>

char *
fgetln(FILE *stream, size_t *len);

就像这样：

size_t line_len;
const char *line = fgetln(stdin, &line_len);

line没有以空字符结尾，并且在末尾包含\n（或者根据您的平台使用的内容）。在流上进行下一个I/O操作后，它将变为无效。您可以修改返回的line缓冲区。

- wonder.mice

Answer 7

ANSI C 未知最大长度的解决方案

直接从 Johannes Schaub 的https://dev59.com/pHRC5IYBdhLWcg3wYP-h#314422中复制即可。

使用完毕后不要忘记free返回的指针。

char * getline(void) {
    char * line = malloc(100), * linep = line;
    size_t lenmax = 100, len = lenmax;
    int c;
    
    if(line == NULL)
        return NULL;

    for(;;) {
        c = fgetc(stdin);
        if(c == EOF)
            break;

        if(--len == 0) {
            len = lenmax;
            char * linen = realloc(linep, lenmax *= 2);

            if(linen == NULL) {
                free(linep);
                return NULL;
            }
            line = linen + (line - linep);
            linep = linen;
        }

        if((*line++ = c) == '\n')
            break;
    }
    *line = '\0';
    return linep;
}

这段代码使用malloc来分配100个字符的内存空间。然后从用户逐个获取字符。如果用户达到了101个字符，它会使用realloc将缓冲区扩大到200个字符。当达到201时，它将再次加倍到400，以此类推，直到内存不足。

之所以选择加倍而不是每次只增加100大小，是因为使用realloc增加缓冲区大小可能导致旧缓冲区的复制，这是一项潜在的昂贵操作。

数组必须在内存中是连续的，因为我们希望能够通过内存地址高效地随机访问它们。因此，如果我们在RAM中有：

content     buffer[0] | buffer[1] | ... | buffer[99] | empty | empty | int i
RAM address 1000      | 1001      |     | 1100       | 1101  | 1102  | 1103

我们不能只增加buffer的大小，因为这会覆盖我们的int i。所以realloc需要在内存中找到另一个有200个空闲字节的位置，然后将旧的100个字节复制到那里，并释放旧的100个字节。

通过倍增而不是加法，我们很快就能达到当前字符串大小的数量级，因为指数增长非常快，所以只需要进行合理数量的复制。

- Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 8

你可以使用scanf函数来读取字符串。

scanf("%[^\n]",name);

我不知道其他更好的选项来接收字符串，

- user1938455

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不要使用 scanf，因为它非常难以正确使用。这种用法特别危险，因为它不限制输入并且很容易溢出 name 缓冲区。 - jamesdlin