getchar/fgetc和putchar/fputc中int和char的区别是什么？

Question

getchar/fgetc和putchar/fputc中int和char的区别是什么？

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我正在尝试自学C语言，但是我对getchar和putchar有点困惑：

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#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char c;
    printf("Enter characters : ");
    while((c = getchar()) != EOF){
      putchar(c);
    }
    return 0;
}

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#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int c;
    printf("Enter characters : ");
    while((c = getchar()) != EOF){
      putchar(c);
    }
    return 0;
}

C库函数int putchar(int c)将一个由参数char指定的字符(无符号char)写入stdout。

C库函数int getchar(void)从stdin获取一个字符(无符号char)。这相当于使用stdin作为其参数的getc。

这是否意味着putchar()接受int和char中的任何一个或者两个都可以，而对于getchar()应该使用int还是char？

- ragmha

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为什么用于保存getchar返回值的变量必须声明为int？ - phuclv

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可能是为什么必须将用于保存getchar返回值的变量声明为int？的重复问题。 - phuclv

@LưuVĩnhPhúc 或者相反。问题的年龄并不重要。 - Antti Haapala -- Слава Україні

2个回答

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始终使用 int 来保存从 getchar() 获取的字符，因为 EOF 常量是 int 类型。如果使用 char 进行比较，则与 EOF 的比较不正确。

尽管如此，您仍然可以安全地将 char 传递给 putchar()，因为它会自动提升为 int。

注意：从技术上讲，大多数情况下使用 char 可以正常工作，但这样就无法使用 0xFF 字符，因为由于类型转换，它们将被解释为 EOF。为了涵盖所有情况，始终使用 int。如 @Ilja 所说 - int 需要表示所有 256 个可能的字符值和 EOF，总共有 257 个可能值，这些值不能存储在 char 类型中。

- JohnLM

在32位机器上，(int)-1是0xFFFFFFFF，超出了char的范围，但是(signed char)-1是0xFF，在比较时仍会被类型提升为int。这就是通常情况下它能够工作的原因，但如果您不使用int来存储字符，则不能将0xFF作为有效字符保存在流中。也就是说，使用int来存储它将被保存为0x000000FF，这与EOF不同。 - JohnLM

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应该说“如果你期望在流中看到0xFF或者不知道char是有符号还是无符号的话，就使用int”，也就是说，“总是使用int”。 - Antti Haapala -- Слава Україні

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“所以你的意思是最好读取一个字符值并将其存储在int变量中？”是的！直到你将其与EOF进行比较为止。之后，您可以将其存储为char。但我也在说getchar()返回int，有它的原因。 - JohnLM

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@JudismarJunior 接受的答案表达得很好：假设你正在尝试使用可表示仅256个符号的类型来表示257个符号，你需要256个字符+ EOF。Int型可以表示这些。 - Ilja Everilä

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@Ilja，我现在明白了。再次感谢。 - Judismar Arpini Junior

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原文链接

- Antti Haapala -- Слава Україні · Accepted Answer

TL;DR:

char c; c = getchar(); 是错误，有缺陷和漏洞的。
int c; c = getchar(); 是正确的。

如果读取到文件末尾，则getc和fgetc也同样适用于此规则，甚至更加适用。

始终将 getchar (fgetc, getc...) (和 putchar) 的返回值最初存储在类型为 int 的变量中。

putchar 的参数可以是任何 int、char、signed char 或 unsigned char；它的类型并不重要，它们都能正常工作，即使某些情况下会导致传递给字符的正整数和负整数不同（包括 \200 (128) 及以上的字符）。

你必须使用int来存储getchar和putchar的返回值的原因是，当到达文件结尾条件（或发生I/O错误）时，它们都会返回宏EOF的值，这是一个负整数常量，(通常为-1)。对于getchar，如果返回值不是EOF，则它是读取的无符号字符unsigned char零扩展为int。也就是说，假设8位字符，返回的值可以是0...255或宏EOF的值；同样假设8位字符，没有办法将这257个不同的值压缩成256个，以便每个都可以唯一地标识。

现在，如果您将其存储为char，则效果取决于字符类型默认是带符号还是无符号的！这因编译器和架构而异。如果char是有符号的，并且假设EOF定义为-1，那么输入的EOF和字符'\377'都将与EOF相等；它们将被符号扩展为(int)-1。

另一方面，如果char是无符号的（在ARM处理器上，默认情况下是这样的，包括树莓派系统；并且似乎对AIX也是如此），那么没有任何值可以存储在c中与-1相等；包括EOF；而不是在EOF上退出，您的代码将输出一个单独的\377字符。

这里的危险在于使用有符号的char时，代码似乎工作正常，但实际上仍然存在严重问题——其中一个合法输入值被解释为EOF。此外，C89、C99、C11并没有规定EOF的值；它只表示EOF是一个负整数常量；因此，在特定实现中，EOF可能不是-1，而是-224，这将导致空格的行为类似于EOF。 gcc有一个开关-funsigned-char，可以用于在默认为有符号的平台上使char无符号。

% cat test.c
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char c;
    printf("Enter characters : ");
    while ((c = getchar()) != EOF){
      putchar(c);
    }
    return 0;
}

现在我们使用有符号的 char 运行它：

% gcc test.c && ./a.out
Enter characters : sfdasadfdsaf
sfdasadfdsaf
^D
%

看起来工作正常。但是使用未签名的 char：

% gcc test.c -funsigned-char && ./a.out                   
Enter characters : Hello world
Hello world
���������������������������^C
%

那就是说，我尝试在那里多次按下 Ctrl-D 键，但每次按下 EOF 时都会打印出一个“�”而不是退出循环。

现在，再次针对有符号的 char 类型，它无法区分 Linux 上的 char 255 和 EOF，这会导致二进制数据等出现问题：

% gcc test.c && echo -e 'Hello world\0377And some more' | ./a.out 
Enter characters : Hello world
%

只有第一部分，直到\0377转义字符被写入标准输出。

请注意，字符常量和包含无符号字符值的int之间的比较可能不会按预期工作（例如，在ISO 8859-1中，字符常量'ä'将表示有符号值-28）。因此，假设您编写的代码将读取输入直到ISO 8859-1代码页中的'ä'，则应执行以下操作。

int c;
while ((c = getchar()) != EOF){
    if (c == (unsigned char)'ä') {
        /* ... */
    }
}

由于整数提升，所有的char值都适合于int，并且在函数调用时自动提升，因此您可以将任何int、char、signed char或unsigned char作为参数（而不是存储其返回值）传递给putchar，并且它将按预期工作。

实际传递给整数的值可能是正数甚至是负数；例如，字符常量\377在char为有符号的8位-char系统上将是负数；但是putchar（或实际上是fputc）将把该值转换为无符号char。 C11 7.21.7.3p2：

例如，fputc将保证将给定的c转换为(unsigned char)c。