深入浅出scanf、getcha、gets、cin函数

scanf(), getchar()等都是标准输入函数，一般人都会觉得这几个函数非常简单，没什么特殊的。但是有时候却就是因为使用这些函数除了问题，却找不出其中的原因。下面先看一个很简单的程序：
程序1：
    #include <stdio.h>
    int main()
    {
char ch1, ch2;
scanf("%c", &ch1); 
scanf("%c", &ch2);
printf("%d %d\n", ch1, ch2);
return 0;
    }
    或者是：
    #include <stdio.h>
    int main()
    {
char ch1, ch2;
ch1 = getchar();
ch2 = getchar();
printf("%d %d\n", ch1, ch2);
return 0;
    }
    程序的本意很简单，就是从键盘读入两个字符，然后打印出这两个字符的ASCII码值。可是执行程序后会发现除了问题：当从键盘输入一个字符后，就打印出了结果，根本就没有输入第二个字符程序就结束了。例如用户输入字符‘a‘, 打印结果是97，10。这是为什么呢？
【分析】：
    首先我们呢看一下输入操作的原理， 程序的输入都建有一个缓冲区，即输入缓冲区。一次输入过程是这样的，当一次键盘输入结束时会将输入的数据存入输入缓冲区，而cin函数直接从输入缓冲区中取数据。正因为cin函数是直接从缓冲区取数据的，所以有时候当缓冲区中有残留数据时，cin函数会直接取得这些残留数据而不会请求键盘输入，这就是例子中为什么会出现输入语句失效的原因！
    其实这里的10恰好是回车符！这是因为scanf()和getchar()函数是从输入流缓冲区中读取值的，而并非从键盘(也就是终端)缓冲区读取。而读取时遇到回车(\n)而结束的，这个\n会一起读入输入流缓冲区的，所以第一次接受输入时取走字符后会留下字符\n，这样第二次的读入函数直接从缓冲区中把\n取走了，显然读取成功了，所以不会再从终端读取！这就是为什么这个程序只执行了一次输入操作就结束的原因！

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| 问题描述二：（分析scanf()和gets()读取字符串）   |
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首先我们看一下scanf()读取字符串的问题：
程序2：
    #include <stdio.h>
    int main()
    {
char str1[20], str2[20];
scanf("%s",str1); 
printf("%s\n",str1);    
scanf("%s",str2); 
printf("%s\n",str2); 
return 0;
    }
    程序的功能是读入一个字符串输出，在读入一个字符串输出。可我们会发现输入的字符串中不能出现空格，例如：
测试一输入：
Hello world!
输出：
Hello
world!
【分析】到此程序执行完毕，不会执行第二次的读取操作！这个问题的原因跟问题一类似，第一次输入Hello world!后，字符串Hello world!都会被读到输入缓冲区中，而scanf()函数取数据是遇到回车、空格、TAB就会停止，也就是第一个scanf()会取出"Hello"，而"world!"还在缓冲区中，这样第二个scanf会直接取出这些数据，而不会等待从终端输入。

测试二：
Hello[Enter] 
Hello[输出]
world[Enter]
world[输出]
【分析】程序执行了两次从键盘读入字符串，说明第一次输入结束时的回车符被丢弃！即：scanf()读取字符串会舍弃最后的回车符！

我们再看一下gets()读取字符串的情况：
用scanf来读取一个字符串时，字符串中是不可以出现空格的，一旦出现空格，后面的数据就会舍弃残留在缓冲区中。其实有另外一个函数是可以接受空格的，那就是gets()，下面我们看一下这个函数的应用，我们把程序2改动一下：
程序3：
#include <stdio.h>
int main()
{
char str1[20], str2[20];
gets(str1); 
printf("%s\n",str1);    
gets(str2); 
printf("%s\n",str2); 
return 0;
}
测试：
Hello world! [输入]
Hello world! [输出]
12345 [输入]
12345 [输出]
【分析】显然与上一个程序的执行情况不同，这次程序执行了两次从键盘的读入，而且第一个字符串取了Hello world! 接受了空格符，而没有像上一个程序那样分成了两个字符串！所以如果要读入一个带空格符的字符串时因该用gets(), 而不宜用scanf()!

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| 问题描述三：（getchar()暂停程序，查看程序执行结果）|
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    不知道大家有没有遇到过这样的问题，有的编译器程序执行完后的结果界面不会停下而是一闪就没了，以至于看不到执行结果。所以很多人在程序最后加上getchar()语句，目的是想让程序执行完后停下来，等待从终端接收一个字符再结束程序。可是发现有时候这样根本没用，程序照样跳出去了。这是为什么呢？
【分析】原因跟上面例子讲的一样，是因为输入缓冲区中还有数据，所以getchar()会成果读到数据，所以就跳出了！

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|     【总结】    |
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第一：要注意不同的函数是否接受空格符、是否舍弃最后的回车符的问题!
读取字符时：
scanf()以Space、Enter、Tab结束一次输入，不会舍弃最后的回车符（即回车符会残留在缓冲区中）；
getchar()以Enter结束输入，也不会舍弃最后的回车符；
读取字符串时：
scanf()以Space、Enter、Tab结束一次输入
gets()以Enter结束输入（空格不结束），接受空格，会舍弃最后的回车符！

第二：为了避免出现上述问题，必须要清空缓冲区的残留数据，可以用以下的方法解决：
方法1：C语言里提供了函数清空缓冲区，只要在读数据之前先清空缓冲区就没问题了！
       这个函数是fflush(stdin)。
方法2：自己取出缓冲区里的残留数据。
（说实话这个语句我也没看懂，呵呵！为什么格式控制是这样的！希望高手指点一下！）
       scanf("%[^\n]",string);

很多初学者都认为cin函数是一个很简单的函数，其实不然！cin函数有很多需要了解的知识（比如：cin的返回值是什么，cin提供了哪些成员函数且分别是什么作用，如cin.clear(), cin.ignore(), cin.fail(), cin.good()等等），如果没有很好的掌握，在使用的时候很可能会出问题却不知其原因！而且很多人也确确实实遇到过不少问题，以下是几个简单的例子：

程序1：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

int m, n;

cin>>m;

cin>>n;

return 0;

}

测试情况：

如果用户每次都输入两个合法的数，程序不会出问题！

但是如果用户第一次输入时给一个非法的输入，比如说输入一个字符‘a‘，你会发现程序不

会再执行第二条输入语句。似乎有点奇怪！！

程序2：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

char str[8];

cin.getline(str, 5);

cout<<str<<endl;

cin.getline(str, 5);

cout<<str<<endl;

return 0;

}

程序的功能很简单，就是输入一个字符串再输出，再次输入一个字符串输出。程序执行情况：

测试一：

abcd (回车)

abcd (输出)

efgh (回车)

efgh (输出)

当用户第一次输入的字符串字符数小于4时，程序执行正常！

测试二：

abcdefgh (回车)

abcd (输出)

(输出-换行)

当用户第一次输入的字符数字符数大于4时，第一个字符串接受输入的前四个字符，而第二次的输入操作没有执行，第二个字符串输出为空。似乎也很奇怪！！！

其实在很多时候都会遇到诸如此类的问题，如果不熟悉程序输入的原理和cin等一些函数的原理就不知道怎么解决！我在这里做一个简单的介绍，也许介绍得不是很准确和全面，或者存在一些误解，请大家包涵！

输入操作的原理

与前一节中提到的scanf函数一样，程序的输入都建有一个缓冲区，即输入缓冲区。一次输入过程是这样的，当一次键盘输入结束时会将输入的数据存入输入缓冲区，而cin函数直接从输入缓冲区中取数据。正因为cin函数是直接从缓冲区取数据的，所以有时候当缓冲区中有残留数据时，cin函数会直接取得这些残留数据而不会请求键盘输入，这就是例子中为什么会出现输入语句失效的原因！

cin的一些输入函数和操作符

cin is a extern istream object。提供了很多可用的成员函数和重载的操作符，如：cin<<, cin.get(), cin.getline()等。下面我们来了解一下这几个函数：

一. cin<<

该操作符是根据后面变量的类型读取数据。

输入结束条件   ：遇到Enter、Space、Tab键。(这个很重要！)

对结束符的处理 ：丢弃缓冲区中使得输入结束的结束符(Enter、Space、Tab)

读字符的情况：

程序3：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

char c1, c2;

cin>>c1;

cin>>c2;

cout<<c1<<" "<<c2<<endl;

return 0;

}

测试一输入：

a[Enter]

b[Enter]

输出:

a b

测试二输入：

a b[Enter]

输出：

a b

读字符串的情况：

程序4：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

char str1[10], str2[10];

cin>>str1;

cin>>str2;

cout<<str1<<endl;

cout<<str2<<endl;

return 0;

}

测试一输入：

abcd[Enter]

efgh[Enter]

输出：

abcd

efgh

【分析】输入遇到回车符结束，很正常。

测试二输入：

abcd efgh

输出：

abcd

efgh

【分析】第一次读取字符串时遇到空格则停止了，将abcd读入str1，并舍弃了空格，将后面的字符串给了第二个字符串。这证明了cin读入数据遇到空格结束；并且丢弃空格符；缓冲区有残留数据室，读入操作直接从缓冲区中取数据。

二．cin.get()

该函数有三种格式：无参，一参数，二参数

即cin.get(), cin.get(char ch), cin.get(array_name, Arsize)

读取字符的情况：

输入结束条件：Enter键

对结束符处理：不丢弃缓冲区中的Enter

cin.get() 与 cin.get(char ch)用于读取字符，他们的使用是相似的，

即：ch=cin.get() 与 cin.get(ch)是等价的。

程序5：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

char c1, c2;

cin.get(c1);

cin.get(c2);

cout<<c1<<" "<<c2<<endl;   // 打印两个字符

cout<<(int)c1<<" "<<(int)c2<<endl; // 打印这两个字符的ASCII值

return 0;

}

测试一输入：

a[Enter]

输出:

a

97 10

【分析】会发现只执行了一次从键盘输入，显然第一个字符变量取的‘a‘, 第二个变量取的是Enter(ASCII值为10)，这是因为该函数不丢弃上次输入结束时的Enter字符，所以第一次输入结束时缓冲区中残留的是上次输入结束时的Enter字符！

测试二输入：

a b[Enter]

输出：

a

97 32

【分析】显然第一个字符变量取的‘a‘, 第二个变量取的是Space(ASCII值为32)。原因同上，没有丢弃Space字符。

读取字符串的情况：

cin.get(array_name, Arsize)是用来读取字符串的，可以接受空格字符，遇到Enter结束输入，按照长度(Arsize)读取字符, 会丢弃最后的Enter字符。

程序6：

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()

{

char a[20];

cin.get(a, 10);

cout<<a<<endl;

return 0;

}

测试一输入：

abc def[Enter]

输出：

abc def

【分析】说明该函数输入字符串时可以接受空格。

测试二输入：

1234567890[Enter]

输出：

123456789

【分析】输入超长，则按需要的长度取数据。

程序7：

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()

{

char ch, a[20];

cin.get(a, 5);

cin>>ch;

cout<<a<<endl;

cout<<(int)ch<<endl;

return 0;

}

测试一输入：

12345[Enter]

输出：

1234

53

【分析】第一次输入超长，字符串按长度取了"1234"，而‘5‘仍残留在缓冲区中，所以第二次输入字符没有从键盘读入，而是直接取了‘5‘，所以打印的ASCII值是53(‘5‘的ASCII值)。

测试二输入：

1234[Enter]

a[Enter]

输出：

1234

97

【分析】第二次输入有效，说明该函数把第一次输入后的Enter丢弃了！

三．cin.getline()

cin.getline() 与 cin.get(array_name, Arsize)的读取方式差不多，以Enter结束，可以接受空格字符。按照长度(Arsize)读取字符, 会丢弃最后的Enter字符。

但是这两个函数是有区别的：

cin.get(array_name, Arsize)当输入的字符串超长时，不会引起cin函数的错误，后面的cin操作会继续执行，只是直接从缓冲区中取数据。但是cin.getline()当输入超长时，会引起cin函数的错误，后面的cin操作将不再执行。（具体原因将在下一部分"cin的错误处理"中详细介绍）

程序8：

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()

{

char ch, a[20];

cin.getline(a, 5);

cin>>ch;

cout<<a<<endl;

cout<<(int)ch<<endl;

return 0;

}

测试输入：

12345[Enter]

输出：

1234

-52

【分析】与cin.get(array_name, Arsize)的例程比较会发现，这里的ch并没有读取缓冲区中的5，而是返回了-52，这里其实cin>>ch语句没有执行，是因为cin出错了！