Linux C 字符串输入函数 gets()、fgets()、scanf() 详解

一、gets() 函数详解

gets()函数用来从 标准输入设备（键盘）读取字符串直到 回车结束，但回车符（'\n'）不属于这个字符串。

调用格式为：

gets(str);

其中str为字符串变量(字符串数组名或字符串指针)。

gets(str) 函数与 scanf("%s", &str) 相似，但不完全相同，使用 scanf("%s", &str) 函数输入字符串时存在一个问题，就是如果输入了 空格 会认为输入字符串结束。

空格后的字符将作为下一个输入项处理, 但 gets() 函数将接收输入的整个字符串直到 回车 为止。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    char s[20], *f;

    printf("input sth\n");
    gets(s);            // 等待输入字符串直到回车结束
    puts(s);            // 将输入的字符串输出

    puts("input sth\n");
    f = malloc(sizeof(f));
    gets(f);
    puts(f);
    free(f);

    return 0;
}

 

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gets()函数详解 和 缺陷

1、基本信息

原型：

char *gets( char *buffer);

功能描述：

gets()函数从标准输入中读取一行文本，并存储于作为参数传递给它的数组中。一行文本由一串字符组成，以一个换行符('\n')结尾。在返回之前，gets()函数丢弃换行符('\n')，取而代之的是以'\0'结尾。

返回值：

读取成功，函数返回与buffer相同的指针。读入过程中遇到EOF或发生错误，函数返回NULL指针。当返回值为NULL指针时可以用 feof() 和 ferror() 来判断函数是遇到EOF还是发生错误。

例如：

char str[10];

if (gets(str) != NULL) // Danger！
{
    printf("str = %s\n", str);
}

2、函数缺陷

gets函数没有限制它所读取长度，程序员应该保证buffer有足够的空间，否则buffer可能无法容纳gets所读取的内容，从而导致堆栈溢出。如果溢出，多出来的字符将被写入到堆栈中，这就覆盖了堆栈原先的内容，破坏一个或多个不相关变量的值。

 

图1 溢出提示

为了安全起见，可以使用 gets_s() 函数。

 

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二、fgets() 函数详解

fgets()函数，从流中读一行或指定个字符

1、基本信息

原型：

char *fgets(char *s, int n, FILE *stream); 

功能描述：

从流中读入 n-1 个字符放入 s 为起始地址的空间内。如果在未读满 n-1 个字符之时，已读到一个换行符（'\n'）或一个EOF（文件结束标志），则结束本次读操作，读入的字符串中最后包含读到的换行符（'\n'）。因此，确切地说，调用 fgets() 函数时，最多只能读入 n-1 个字符。读入结束后，系统将自动在最后加 '\0'，并以 s 作为函数值返回。 

形参注释：

*s：结果数据的首地址；

n-1：一次读入数据块的长度，其默认值为1k，即1024；

stream：文件指针 　　

例：如果一个文件的当前位置的文本如下 

Love ,I Have 

But ........ 

如果用　 

fgets(str1, 4, file1); 

则执行后 str1="Lov"，读取了 4-1=3 个字符， 

而如果用　 

fgets(str1, 23, file1); 

则执行后 str="Love ,I Have"，读取了一行（包括行尾的'\n', 并自动加上字符串结束符'\0'）。 

 

2、特别说明

该函数从stream所指的文件中读取以'\n'结尾的一行（包括'\n'在内）存到缓冲区s中，并且在该行末尾添加一个 '\0'组成完整的字符串。

如果文件中的一行太长，fgets从文件中读了 n-1 个字符还没有读到 '\n'，就把已经读到的 n-1 个字符和一个 '\0' 字符存入缓冲区，文件中剩下的半行可以在下次调用 fgets() 时继续读。

如果一次 fgets() 调用在读入若干个字符后到达文件末尾，则将已读到的字符串加上 '\0' 存入缓冲区并返回，如果再次调用 fgets() 则返回 NULL，可以据此判断是否读到文件末尾。

注意:

对于 fgets() 来说，'\n' 是一个特别的字符，而 '\0' 并无任何特别之处，如果读到 '\0'就当作普通字符读入。

如果文件中存在 '\0' 字符（或者说0x00字节），调用fgets() 之后就无法判断缓冲区中的 '\0' 究竟是从文件读上来的字符还是由 fgets() 自动添加的结束符，所以 fgets() 只适合读文本文件而不适合读二进制文件，并且文本文件中的所有字符都应该是可见字符，不能有 '\0'。

 

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三、scanf() 函数详解

1、基本信息

函数名：scanf

功  能：执行格式化输入 

用  法：int scanf(char *format[,argument,...]);

scanf()函数是通用终端格式化输入函数，它从标准输入设备(键盘) 读取输入的信息。可以读入任何固有类型的数据并自动把数值变换成适当的机内格式。

其调用格式为：

scanf("<格式化字符串>", <地址表>);

scanf()函数返回成功赋值的数据项数，出错时则返回 EOF。

其 控制串 由三类字符构成：

• 格式化说明符；
• 空白符；
• 非空白符；

 

（A）格式化说明符

格式字符           说明

%a                 读入一个浮点值(仅C99有效) 
%A                 同上
%c                 读入一个字符
%d                 读入十进制整数
%i                 读入十进制，八进制，十六进制整数
%o                 读入八进制整数
%x                 读入十六进制整数
%X                 同上
%c                 读入一个字符
%s                 读入一个字符串
%f                 读入一个浮点数
%F                 同上
%e                 同上
%E                 同上
%g                 同上
%G                 同上
%p                 读入一个指针
%u                 读入一个无符号十进制整数
%n                 至此已读入值的等价字符数
%[]                扫描字符集合
%%                 读%符号                

附加格式说明字符表

修饰符                       说明

L/l 长度修饰符               输入"长"数据
h 长度修饰符                 输入"短"数据
W 整型常数                   指定输入数据所占宽度
* 星号                       空读一个数据 
hh,ll同上h,l但仅对C99有效。

 

（B）空白字符

空白字符会使scanf()函数在读操作中略去输入中的一个或多个空白字符，空白符可以是space,tab,newline等等，直到第一个非空白符出现为止。

 

（C）非空白字符

一个非空白字符会使scanf()函数在读入时剔除掉与这个非空白字符相同的字符。

注：scanf()控制串知识就介绍到这里（应该比较齐全了^_^)，如有遗漏下次补上。下面将结合实际例程，一一阐述.

 

2、应用举例

例1.

#include "stdio.h"

int main(int argc, char **argv)
{

    int a, b, c;

    scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
    printf("%d,%d,%d\n", a, b, c);

    return 0;
}

运行时按如下方式输入三个值：

3□4□5　↙（输入a,b,c的值）

3，4，5 （printf输出的a，b，c的值）

（1）&a、&b、&c中的&是地址运算符，分别获得这三个变量的内存地址。

（2）"%d%d%d"是按十进值格式输入三个数值。输入时，在两个数据之间可以用一个或多个 空格、tab键、回车键 分隔。

以下是合法输入方式：

① 3□□4□□□□5↙
② 3↙
   4□5↙
③ 3（tab键）4↙
   5↙

例2.

#include "stdio.h"

int main(int argc, char **argv)
{

    int a, b, c;

    scanf("%d,%d,%d", &a, &b, &c);
    printf("%d,%d,%d\n", a, b, c);

    return 0;
}

运行时按如下方式输入三个值：

3,4,5　↙（输入a,b,c的值）

或者

3,□4,□5　↙（输入a,b,c的值）

3,□□□4,□5　↙（输入a,b,c的值）

......

都是合法的，但是","一定要跟在数字后面，如：

3□，4,□5　↙就非法了，程序出错。（解决方法与原因后面讲）

 

3、注意事项

（1）sacnf()中的变量必须使用地址。

int a, b;
scanf("%d%d", a, b); // 错误
scanf("%d%d", &a, &b);

（2）scanf()的格式控制串可以使用其它非空白字符，但在输入时必须输入这些字符。

例：

scanf("%d,%d", &a, &b);

输入： 3,4 ↙（逗号与"%d,%d"中的逗号对应） 

scanf("a=%d,b=%d", &a, &b); 

输入： a=3,b=4 ↙（"a=","b=",逗号与"%d,%d"中的"a=","b="及逗号对应）

（3）在用"%c"输入时，空格和“转义字符”均作为有效字符。

例：

scanf("%c%c%c", &c1, &c2, &c3);

输入：a□b□c↙ 

结果：a→c1，□→c2，b→c3 (其余被丢弃)

scanf()函数接收输入数据时，遇以下情况结束一个数据的输入：（不是结束该scanf函数，scanf函数仅在每一个数据域均有数据，并按回车后结束）。

① 遇空格、“回车”、“跳格”键。
② 遇宽度结束。
③ 遇非法输入。

 

4、常见问题

问题一：scanf()函数不能正确接受有空格的字符串？如: I love you!

#include "stdio.h"

int main(int argc, char **argv)
{

    char str[80];

    scanf("%s", str);
    printf("%s", str);

    return 0;
}

输入：I live you!

输出：I

scanf()函数接收输入数据时，遇以下情况结束一个数据的输入：（不是结束该scanf函数，scanf函数仅在每一个数据域均有数据，并按回车后结束）。

① 遇空格、“回车”、“跳格”键。
② 遇宽度结束。
③ 遇非法输入。

所以，上述程序并不能达到预期目的，scanf()扫描到"I"后面的空格就认为对str的赋值结束，并忽略后面的"love you!"。这里要注意是"love you!"还在键盘缓冲区（关于这个问题，网上我所见的说法都是如此，但是，我经过调试发现，其实这时缓冲区字符串首尾指针已经相等了，也就是说缓冲区清空了，scanf()函数应该只是扫描stdin流，这个残存信息是在stdin中)。我们改动一下上面的程序来验证一下：

#include <unistd.h>
#include "stdio.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    char str[80];
    char str1[80];
    char str2[80];

    scanf("%s", str);       // 此处输入:I love you!
    printf("%s", str);

    sleep(5);               // 这里等待5秒, 告诉你程序运行到什么地方

    scanf("%s", str1);      // 这两句无需你再输入, 是对键盘盘缓冲区再扫描
    scanf("%s", str2);      // 这两句无需你再输入, 是对键盘盘缓冲区再扫描
    printf("\n%s", str1);
    printf("\n%s", str2);

    return 0;
}

输入：I love you!

输出：I
      love
      you!

好了，原因知道了，那么scanf()函数能不能完成这个任务？回答是：能！别忘了scanf()函数还有一个 %[] 格式控制符（如果对%[]不了解的请查看本文的上篇），请看下面的程序：

#include <unistd.h>
#include "stdio.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    char string[50];

    //scanf("%s", string); //不能接收空格符
    scanf("%[^\n]", string);
    printf("%s\n", string);

    return 0;
}

 

问题二：键盘缓冲区残余信息问题

#include "stdio.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    int a;
    char c;

    do
    {
        scanf("%d", &a);
        scanf("%c", &c);
        printf("a=%d     c=%c\n", a, c);
        //printf("c=%d\n", c);
    }
    while (c != 'N');

    return 0;
}

scanf("%c", &c);这句不能正常接收字符，什么原因呢？我们用 printf("c=%d\n", c); 将C用int表示出来，启用 printf("c=%d\n", c); 这一句，看看 scanf() 函数赋给c到底是什么，结果是 c=10，ASCII值为10是什么？换行即\n。对了，我们每击打一下"Enter"键，向键盘缓冲区发去一个“回车”(\r),一个“换行"(\n)，在这里\r被 scanf() 函数处理掉了（姑且这么认为吧^_^），而\n被scanf()函数“错误”地赋给了c。

解决办法：

可以在两个 scanf() 函数之后加个 fflush(stdin);，还有加 getch(); getchar(); 也可以，但是要视具体 scanf() 语句加那个，这里就不分析了，读者自己去摸索吧。但是加fflush(stdin);不管什么情况都可行。

 

函数名: fflush 

功  能: 清除一个流 

用  法: int fflush(FILE *stream);

#include "stdio.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    int a;
    char c;

    do
    {
        scanf("%d", &a);
        fflush(stdin);
        scanf("%c", &c);
        fflush(stdin);
        printf("a=%d     c=%c\n", a, c);
    }
    while (c != 'N');

    return 0;
}

   

这里再给一个用“空格符”来处理缓冲区残余信息的示例：

运行出错的程序：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;
    char j;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        scanf("%c", &j); // 这里%前没有空格
    }

    return 0;
}

使用了空格控制符后：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;
    char j;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        scanf(" %c", &j); // 注意这里%前有个空格
    }

    return 0;
}

可以运行看看两个程序有什么不同。

 

问题三：如何处理scanf()函数误输入造成程序死锁或出错？

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int a, b, c;  // 计算a+b

    scanf("%d,%d", &a, &b);
    c = a + b;
    printf("%d+%d=%d", a, b, c);

    return 0;
}

如上程序，如果正确输入a,b的值，那么没什么问题，但是，你不能保证使用者每一次都能正确输入，一旦输入了错误的类型，你的程序不是死锁，就是得到一个错误的结果,呵呵，这可能所有人都遇到过的问题吧？

解决方法：

scanf()函数执行成功时的返回值是成功读取的变量数，也就是说，你这个scanf()函数有几个变量，如果scanf()函数全部正常读取，它就返回几。但这里还要注意另一个问题，如果输入了非法数据，键盘缓冲区就可能还个有残余信息问题。

正确的例程：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int a, b, c;  // 计算a+b

    while (scanf("%d,%d", &a, &b) != 2)
    {
        fflush(stdin);
    }
    c = a + b;
    printf("%d+%d=%d", a, b, c);

    return 0;
}