浅谈getchar()和putchar()

1.getchar()是标准I/O标准库里的库函数

原型是int getchar(void)-----------它没有参数，原因是因为它是从stdin标准输入流中读入一个字符的函数，已经有了默认的流参数stdin了。其返回值是一个整型数，是用来表示字符用的。

输入输出往往都是内存与外设之间的数据来往，但是，内存的运行效率比外设的运行效率那要大得多，比如，从内存写一个字符到磁盘上，内存很快地传出字符数据，供给磁盘存储，磁盘花了很多的时间来存储，在这段存储的时间里，我们宝贵的内存只能干等着磁盘做完存储操作来传递下一个字符，这样的做法是非常浪费内存的。所以计算机牛人们就设计出了缓冲的概念，来缓和内存与外设之间速度不匹配的问题。这意味着程序的输入输出已经不是跟外设直接打交道了，而是从一块被称为缓冲区的内存区域来回复制数据。就C程序而言，所有的IO操作只是简单地从程序移进移出字节，这种字节流即为流。

回到getchar()函数中来，我们以下面一个程序为例。

#include<stdio.h>  
void main()
{
    char ch1 = getchar();  //从输入流中读取一个字符  
    char ch2 = getchar(); //从缓冲区中读取第二个字符 
    printf("%c\n", ch1);
    printf("%c\n", ch2);
}

结果会显示什么呢？如果是几年前的我肯定会回答说：“当然从ch1是第一次输入的字符，ch2是第二次输入的字符呗！”真的是这样子吗？如果你实践一下马上就会出现问题：为啥控制台界面只给我一次输入的机会呢？

第一种情况：如果你的输入只有一个字符，那么肯定的，ch1的值便是这个字符，那么ch2呢？在这里别忘了，你输完前一个字符后是通过什么结束输入的？是的，是Enter，Enter肯定会说：“人家可也是个正正经经的字符啊，不要不把无字幕的字符不当字符啊！”是的，在这里是向缓冲区中输入了两个字符，而getchar()是做什么呢？前面提到了，程序可不是直接跟外设打交道的，而是跟缓冲区打交道的，所以，getchar()库函数是从缓冲区中读取字符而不是从键盘读取字符的，所以，你已经向缓冲区中输入了两个字符够上面程序中两个getchar()读的了。可以用下面的程序测试一下这种效果。

1. #include<stdio.h>  
2. void main()  
3. {  
4.     char ch1 = getchar();  //从缓冲区中读取第一个字符  
5.     char ch2 = getchar();  //从缓冲区中读取第二个字符  
6.     getchar();  //从缓冲区中读取第三个字符  
7.     printf("%c\n",ch1);  
8.     printf("%c\n",ch2);  
9. } 
   

在上面的程序中，有三次读入，所以如果你的输入是一个字符和一个换行，那么第三个getchar()在读stdin的缓冲区的时候发现缓冲区是空的，会提示输入设备输入数据，这里便可以再次输入了。

如果在第一次输入的时候不是简单的输入一个字符和一个换行，而是输入了一大堆字符，那么，这些字符将全部送往stdin流的缓冲区中，后面的所有包括getchar()的将从stdin流中读入数据的库函数将从这个缓冲区中读入数据，直道缓冲区再次为空后，才提示输入设备准备输入数据。

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'(也可以说是EOF)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: 可以清空缓冲区

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的条件阿，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，但是程序就偏偏不着样执 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。

顺便提一下输出库函数。输出库函数的效果也只是将程序中的内容输出到缓冲区中，然后再刷新的时候输出到外设上，如果在输出的时候输出输出流stdout缓冲区中已经有了数据，那么输出的是已经有的内容，而不一定是你输出的内容。这是由缓冲区刷新的时间控制的，刷新的操作是根据具体的编译器来决定的，一般调用fflush(stdout)来刷新一下stdout缓冲区。