Linux C 字符函数 getchar()、putchar() 与 EOF 详解

时间：2021-07-22 13:04:30

首先给出《The_C_Programming_Language》这本书中的例子:

#include <stdio.h>

int main()

{

	int c;

	c = getchar();

	while (c != EOF)

	{

		putchar();

		c = getchar();

	}

	return 0;

}

这里主要解释下为什么要用int型来接受getchar函数。

很多时候，我们会写这样的两行代码：

char c;

c = getchar();

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。

下面用一个题目来看其实如何获取字符和输出字符的。

#include "stdio.h"

main()

{

	char c, d, e, f;

	printf("please input two characters:\n");

	c = getchar();

	putchar(c);

	putchar('\n');

	d = getchar();

	putchar(d);

	putchar('\n');

	e = getchar();

	putchar(e);

	putchar('\n');

	f = getchar();

	putchar(f);

	putchar('\n');

	printf("c=%c\n", c);

	printf("d=%c\n", d);

	printf("e=%c\n", e);

	printf("f=%c\n", f);

}

运行后先输入“12”，回车，再输入“34”，回车。

运行环境是 CentOS gcc

运行结果：

please input two characters:
12
1
2

34
3
c=1
d=2
e=

f=3

下面具体解释一下：

getchar函数每次从缓冲区中得到一个字符，putchar函数每次输出一个字符。

首先输入了两个字符12，然后回车，注意这时写入缓存中的有3个字符 1，2，回车。

程序中有四个getchar（），于是c='1',d='2',e='\n'。

这时运行到 f=getchar(); 输入缓存中的三个字符均被前三个getchar获取，这时需要用户输入，

这里输入了34

于是f=3，4和后面的回车没有被利用。

这便是整个流程。

基于C语言 EOF 与 getchar() 的使用详解

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(即输入的不是文件结束符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：

int c;

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

{

	putchar(c);

}

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的条件啊，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，但是程序就偏偏不照这样执行，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：

char c;

c = getchar();

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)：

int c;

c = getchar();

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：

abcabc

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：

abc // 第一行，带回车
abc // 第二行
// 第三行

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 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)

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(void)

{

	int c;

	// 终端驱动处于普通的一次一行模式

	system("stty raw");

	// 现在的终端驱动处于一次一个字符模式

	c = getchar();

	putchar(c);

	// 终端驱动处又回到一次一行模式

	system("stty cooked");

	return 0;

}

参考：

http://www.cnblogs.com/hdchild/archive/2009/11/19/1606457.html

《C陷阱与缺陷》 chap5.1
http://www.cnblogs.com/younes/archive/2010/05/31/1748002.html

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