你至少有三个误解:
- “char 变量存储一个空格”
rewind(stdin)
清除缓冲区
_Placeholder
告诉你一些关于如何scanf
处理空白的有趣的事情
但是,对不起,这些都不是真的。
让我们回顾一下scanf
实际如何处理空格。我们从两个重要的背景信息开始:
- 换行符 ,
\n
在大多数方面是一个普通的空白字符。它像任何其他字符一样占用输入缓冲区中的空间。当您按下 Enter 键时,它会到达输入缓冲区。
- 解析完
%
-directive 后,scanf
始终在输入流上留下未解析的输入。
假设你写
int a, b;
scanf("%d%d", &a, &b);
假设您运行该代码并键入,作为输入
12 34
然后按 Enter 键。怎么了?
首先,输入流 ( stdin
) 现在包含六个字符:
"12 34\n"
scanf
首先处理%d
你给它的两个指令中的第一个。它扫描字符1
并将2
它们转换为整数 12 并将其存储在变量中a
。它在它看到的第一个非数字字符处停止读取,即 和 之间的空格2
字符3
。输入流现在是
" 34\n"
请注意,空格字符仍在输入流上。
scanf
next 处理第二个%d
指令。它不会立即找到数字字符,因为空格字符仍然存在。但这没关系,因为像大多数(但不是全部)scanf
格式指令一样,%d
它有一个秘密的额外功能:它在读取和转换整数之前自动跳过空白字符。所以第二个%d
读取并丢弃空格字符,然后读取字符3
并将4
它们转换为整数 34,并将其存储在变量中b
。
现在scanf
完成了。输入流只包含换行符:
"\n"
接下来,让我们看一个稍微不同的——尽管我们将看到,实际上非常相似——的例子。假设你写
int x, y;
scanf("%d", &x);
scanf("%d", &y);
假设您运行该代码并键入,作为输入
56
78
(在两行,这意味着您按 Enter 两次)。现在会发生什么?
在这种情况下,输入流最终将包含以下六个字符:
"56\n78\n"
第一个scanf
调用有一个%d
要处理的指令。它扫描字符5
并将6
它们转换为整数 56 并将其存储在变量中x
。它在它看到的第一个非数字字符处停止读取,即 . 之后的换行符6
。输入流现在是
"\n78\n"
请注意,换行符(两个换行符)仍在输入流中。
现在第二个scanf
调用运行。它也有一个%d
要处理的指令。输入流上的第一个字符不是数字:它是换行符。但这没关系,因为%d
知道如何跳过空格。所以它读取并丢弃换行符,然后读取字符7
并将8
它们转换为整数 78,并将其存储在变量中y
。
现在第二个scanf
完成了。输入流只包含换行符:
"\n"
这可能都是有道理的,可能看起来并不令人惊讶,可能会让你觉得,“好吧,有什么大不了的?” 最重要的是:在这两个示例中,输入都包含最后一个换行符。
假设,稍后在您的程序中,您有一些其他输入要读取。我们现在来到一个非常重要的决策点:
如果下一个输入调用是对 的另一个调用scanf
,并且如果它涉及(许多)格式说明符之一,该格式说明符具有跳过空格的秘密额外功能,则该格式说明符将跳过换行符,然后执行扫描和转换任何内容的工作输入出现在换行符之后,程序将按您的预期运行。
但是,如果下一个输入调用不是对 的调用scanf
,或者如果它scanf
是涉及少数几个没有秘密额外权力的输入说明符之一的调用,则不会“跳过”换行符;它将被读取为实际输入。如果下一个输入调用是getchar
,它将读取并返回换行符。如果下一个输入调用是fgets
,它将读取并返回一个空行。如果下一个输入调用scanf
带有%c
指令,它将读取并返回换行符。如果下一个输入调用scanf
带有%[^\n]
指令,它将读取一个空行。(实际上在这种情况下什么%[^\n]
都不会读,因为它离开了\n
仍在输入中。)
在最后一种情况下,“额外的”空格会导致问题。在最后一种情况下,您发现自己需要显式“刷新”或丢弃额外的空格。
在没有陷入所有血腥细节的情况下,事实证明,刷新或丢弃留下的额外空白scanf
是一个非常顽固的问题。你不能通过调用便携地做到这一点fflush
。你不能通过调用便携地做到这一点rewind
。如果你关心正确的、可移植的代码,你基本上有三个选择:
- 编写您自己的代码以显式读取和丢弃“额外”字符(通常,直到并包括下一个换行符)。
- 不要试图混合
scanf
和其他呼叫。不要打电话scanf
,然后再尝试打电话getchar
or fgets
。如果您调用scanf
,然后稍后使用缺少“秘密额外功能”scanf
的指令之一(例如"%c"
)调用,请在格式说明符之前插入一个额外的空格以导致跳过空格。(也就是说,使用" %c"
而不是"%c"
。)
- 根本不要使用
scanf
-用or来完成所有输入。fgets
getchar
另请参阅我可以使用什么来进行输入转换而不是 scanf?
附录:scanf
对空白的处理通常看起来令人费解。如果上述解释还不够,那么查看一些详细说明scanf
内部工作原理的实际 C 代码可能会有所帮助。(我要展示的代码显然不是您系统实现背后的确切代码,但它会是相似的。)
当scanf
需要处理%d
指令时,您可能会想象它会做这样的事情。(预先警告:我要向您展示的第一段代码是不完整的。我需要尝试三次才能正确。)
c = getchar();
if(isdigit(c)) {
int intval;
intval = c - '0';
while(isdigit(c = getchar())) {
intval = 10 * intval + (c - '0');
}
*next_pointer_arg = intval;
n_vals_converted++;
} else {
/* saw no digit; processing has failed */
return n_vals_converted;
}
让我们确保我们了解这里发生的一切。我们被告知要处理%d
指令。我们通过调用从输入中读取一个字符getchar()
。如果该字符是数字,则它可能是构成整数的几个数字中的第一个。我们读取字符,只要它们是数字,我们就将它们添加到整数值intval
,我们正在收集。转换包括减去常量'0'
,将 ASCII 字符代码转换为数字值,然后连续乘以 10。一旦我们看到一个不是数字的字符,我们就完成了。我们将转换后的值存储到调用者传递给我们的指针中(这里示意性地但大致由指针值表示next_pointer_arg
),我们将一个变量加到n_vals_converted
记录我们已经成功扫描和转换了多少个值,最终将是scanf
' 的返回值。
另一方面,如果我们甚至没有看到一个数字字符,我们就失败了:我们立即返回,我们的返回值是到目前为止我们成功扫描和转换的值的数量(很可能是 0 )。
但实际上这里有一个微妙的错误。假设输入流包含
"123x"
此代码将成功扫描数字1
、2
和并将其转换3
为整数 123,并将此值存储到*next_pointer_arg
. 但是,它将读取字符,并且在循环x
调用失败后,该字符将被有效地丢弃:它不再在输入流上。isdigit
while(isdigit(c = getchar()))
x
的规范scanf
说它不应该这样做。的规范scanf
说未解析的字符应该留在输入流中。如果用户实际上传递了格式说明符"%dx"
,这意味着在读取和解析整数之后,x
输入流中需要一个文字,并且scanf
必须显式读取并匹配该字符。x
所以它在解析%d
指令的过程中不会意外读取和丢弃。
所以我们需要%d
稍微修改一下我们假设的代码。每当我们读取一个结果不是整数的字符时,我们必须将其放回输入流中,以供其他人稍后读取。实际上有一个函数<stdio.h>
可以做到这一点,与 . 有点相反getc
,称为ungetc
. 这是代码的修改版本:
c = getchar();
if(isdigit(c)) {
int intval;
intval = c - '0';
while(isdigit(c = getchar())) {
intval = 10 * intval + (c - '0');
}
ungetc(c, stdin); /* push non-digit character back onto input stream */
*next_pointer_arg = intval;
n_vals_converted++;
} else {
/* saw no digit; processing has failed */
ungetc(c, stdin);
return n_vals_converted;
}
你会注意到我ungetc
在代码的两个地方都添加了两个调用,在调用getchar
then 之后isdigit
,代码刚刚发现它读取了一个不是数字的字符。
阅读一个字符然后改变主意似乎很奇怪,这意味着您必须“未阅读”它。在不阅读的情况下查看即将出现的字符(以确定它是否是数字)可能更有意义。或者,读取一个字符并发现它不是数字,如果要处理该字符的下一段代码就在此处scanf
,则将其保留在局部变量中可能是有意义的c
,而不是调用ungetc
推送它返回输入流,然后再次调用getchar
以从输入流中获取它。但是,在提到了其他两种可能性之后,我只想说,现在,我将继续使用ungetc
.
到目前为止,我已经展示了您可能想象scanf
的处理%d
. 但是到目前为止我展示的代码仍然很不完整,因为它没有显示“秘密额外的力量”。它立即开始寻找数字字符;它不会跳过前导空格。
那么,这里是我的第三个也是最后一个%d
-processing 代码示例片段:
/* skip leading whitespace */
while(isspace(c = getchar())) {
/* discard */
}
if(isdigit(c)) {
int intval;
intval = c - '0';
while(isdigit(c = getchar())) {
intval = 10 * intval + (c - '0');
}
ungetc(c, stdin); /* push non-digit character back onto input stream */
*next_pointer_arg = intval;
n_vals_converted++;
} else {
/* saw no digit; processing has failed */
ungetc(c, stdin);
return n_vals_converted;
}
只要字符是空格,该初始循环就会读取并丢弃字符。它的形式与后面的循环非常相似,只要它们是数字就读取和处理字符。初始循环将读取比看起来应该多一个字符:当isspace
调用失败时,这意味着它刚刚读取了一个非空白字符。但这没关系,因为我们正要读取一个字符以查看它是否是第一个数字。
[脚注:这段代码还远非完美。一个非常重要的问题是它在解析过程中没有对 EOF 进行任何检查。另一个问题是它不寻找-
或+
在数字之前,所以它不会处理负数。另一个更晦涩难懂的问题是,具有讽刺意味的是,看起来很明显的调用 likeisdigit(c)
并不总是正确的——严格来说,它们需要稍微麻烦地呈现为isdigit((unsigned char)c)
.]
如果你还和我在一起,我的意思是用具体的方式说明这两点: