getchar()和putchar()函数的原理

Question

我正在学习 K&R 的《C程序设计语言》，但是例子1.5让我困惑了：

#include <stdio.h>

/* copy input to output; 1st version */
int main(int argc, char *argv[])
{
    int c;

    while ((c = getchar()) != EOF)
        putchar(c);

    return 0;
}

我理解'getchar（）'接受字符以供'putchar（）'显示。但是，当我在终端中运行程序时，为什么我可以传递一整行字符以供'putchar（）'显示？

- Raeven

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很简单，应该是重复的，不管怎样看答案 :) - 0decimal0

Answer 1

因为你的终端是行缓冲的。 getchar() 和 putchar() 仍然只能处理单个字符，但终端会等待直到你输入了整行字符才将它们提交给程序。然后，getchar() 逐个从该缓冲区中获取字符，putchar() 逐个显示它们。 补充：终端是行缓冲的意思是遇到换行符时才向程序提交输入。通常情况下，一次提交块数据比逐个字符提交更有效率。同时，它也为用户提供了在按下回车键之前编辑该行的机会。 注意：可以通过禁用终端的规范模式并在stdin上调用setbuf函数并传入NULL来关闭行缓冲。

- Kninnug

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+1 for the explanation. 但您能否更详细地解释一下这句话的含义：“因为您的终端是行缓冲的”？ - Vivek Sadh

“通过禁用终端的规范模式，可以关闭行缓冲。但这还不够。您还需要通过setbuf/setvbuf关闭stdin的行缓冲。” - Jim Balter

实际上，我认为我可能错了，至少对于Linux来说是这样。我目前没有Linux系统进行测试，但我现在的理解是，当缓冲区为空时，getchar会读取缓冲区，如果该读取提前终止，则不会尝试继续读取以查找换行符，它会立即返回缓冲区的第一个字符，因此禁用规范模式是足够的。 - Jim Balter

Answer 2

“是的，只要不是 EOF 字符，你实际上可以写任何你想写的东西。键盘是一种特殊的 I/O 设备，它直接通过 BIOS 运行，并且在键盘上输入的字符会直接插入到缓冲区中。在你的情况下，这个缓冲区被 getchar() 函数读取。当你输入一个句子时，你正在向缓冲区推送数据，而 getchar() 函数则处于一个无限循环中。这就是为什么它能够工作的原因。”

“如果你想了解更多关于 I/O 设备工作方式的细节，可以再问我。”

“祝好！”

- Belkacem REBBOUH

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@MatteoItalia 是的，有...在POSIX上是ctrl-D，在Windows上是ctrl-Z。然而，这个答案的大部分都是错误的...一个人不是从产生键码的键盘读取，而是从通常与窗口相关联的虚拟设备终端读取；除非从控制台读取，否则BIOS与此无关...而且BIOS肯定不会缓冲这些数据。“如果您想了解有关IO设备工作方式的更多详细信息，请随时问我更多问题。”——一想到这个我就不寒而栗。 - Jim Balter

@JimBalter: 它们只是终端仿真器识别的魔术序列（仅当它们放在自己的一行中时）； 终端仿真器看到该序列并关闭其管道的末端。 另一方面，C运行时看到流已关闭 - read 返回零，ReadFile 做类似的操作，并且可以检查文件结尾的流，没有 EOF 字符参与，并标记其自己流的结尾。 当应用程序到达 C 流的结尾时，CRT将EOF作为错误代码返回。 - Matteo Italia

我的观点是EOF不是一个真正的字符，而是一个错误代码，Ctrl-D/Ctrl-Z只是键盘快捷键。事实上，如果你将Ctrl-D存储在文件中并对其进行cat（甚至将其管道传输到另一个cat中，以确保在读取文件时它不会有不同的作用），它不会在Ctrl-D处停止，而是在“真正”的文件结尾处停止，因此这个字符本身并不神奇，而是流的关闭起了作用。否则，Ctrl-W就是“关闭窗口字符”，Ctrl-S就是“保存文件字符”，等等。 - Matteo Italia

@MatteoItalia 你的观点是错误的。Ctrl-D和Ctrl-Z是真正的字符...它们在各自的系统上被指定为“EOF字符”。 “如果你存储Ctrl-D”...当然，在POSIX系统上，EOF字符仅适用于终端。但在Windows文本文件中，ctrl-Z仍然是EOF字符。“所以不像是字符本身是神奇的”——“字符本身”只是一系列位序列；“魔法”在于它如何被解释。否则，Ctrl-W将成为“关闭窗口字符”有些人称之为这样，他们也没有错。哦，而EOF不是错误代码。 - Jim Balter

奇怪的是你认为“CP/M时代”有什么不同。如果你说没有“EOF字符”，那么你也可以说没有“A字符”，只有一个以A显示的字节值。但这对于语言及其使用方式来说是非常混乱的。在POSIX中，“EOF字符”是指向终端驱动程序发出文件结束条件的字符，默认情况下为EOT（ctrl-D）。 - Jim Balter

Answer 3

考虑以下程序，

该程序获取输入（运行getchar）直到我们输入“$”字符并打印输出。

#include <stdio.h>
int main()
{
int c;
while ((c = getchar()) != '$') 
    putchar(c);
return 0;
}

如果我们输入abcd$$$$$$ [Enter]，它会将输入存储在缓冲区中直到最后一个$符号。按下Enter键后，程序（while循环）开始运行，并且getchar函数逐个接收并打印字符，从'a'到第一个'$'。 只有在输入中按下'$'，程序才会结束。

- binary_34