GetChar缓存机制深入剖析

与缓存区相关最常见的操作就是字符的输入与输出操作getchar,getc,getch,getche,gets系列函数。

第一个例子(与getchar有关)：


代码如下:

#include<stdio.h> 
int main() 
{ 
    int ch; 
    ch=getchar(); 
    ch=getchar(); 
    printf("%d\n",ch); 
    return 0; 
}

代码如上，当输入一个字符按下回车后程序没有等待你二次输入就结束了，而且无论输入什么运行结果均是10,是不是很奇怪(反正我第一次遇到时感觉是很奇怪)，更奇怪的是当你一次性输入多个字符如abcd结果又正确的打印出了98,为什么呢？这就是缓冲区的原因。

解释如下：getchar定义在stdio.h文件中，我们在stdio.h中可以找到其相关的定义：


代码如下:

#define getchar()         getc(stdin)//即getchar等同于调用getc(stdin)

我们又找到getc的定义


代码如下:

#define getc(_stream)     (--(_stream)->_cnt >= 0 \ 
                ? 0xff & *(_stream)->_ptr++ : _filbuf(_stream))

将其展开即得：


代码如下:

if(--(stdin)->_cnt>=0) 
　　    return 0xff&*(stdin)->ptr++;

代码如下:

else 
        return filbuf(stdin);

代码译如下stdin是标准输入流，查看MSDN与stdio.h中可以看到定义如下：

Stdio.h中：


代码如下:

#define stdin  (&_iob[0])

跟踪即可得：


代码如下:

_CRTIMP extern FILE _iob[];

从上面代码可得_iob是FILE结构类型的，查看stdio.h中可以看到FILE结构体定义如下：


代码如下:

struct _iobuf { 
        char *_ptr; 
        int   _cnt; 
        char *_base; 
        int   _flag; 
        int   _file; 
        int   _charbuf; 
        int   _bufsiz; 
        char *_tmpfname; 
        };

从FILE结构中我们可以得到了上面getc宏定义中使用的_cnt,_ptr成员，但这些都是次要的，我们应该不难发现有这样几个成员_bufsize,_base分别对应的是缓冲区大小，缓冲区基地址，从这里得到一个显而意见的结论就是getchar函数使用了缓冲机制。(_cnt对应的是缓冲区的输入的字节数目，_ptr对应的是读指针的位置)

getc宏定义详解


代码如下:

--(stdin)->_cnt>=0

此句判断是否缓冲区内有数据，有的话就减一（表示又读了一个），并读取数据return 0xff&*(stdin)->ptr++,读完成后，将读指针向前移一个位置【重要】

好了，讲了这么多都是铺垫，现在回到正题为什么会出现上述结果:)

出现上述结果追根结底还是由于getchar函数使用了缓冲(看了上面的，我想大家也知道了，确实使用了缓冲)，当输入一个字符按下回车后程序没有等待你二次输入就结束了，而且无论输入什么运行结果均是10，这是因为当用户输入了一个字符后，并按下回车后，缓冲中会存入用户输入的字符以及换行键的ASCII码(10 ~)【略去的回车的ASCII码13，可能是为了跨平台，在Linux下，回车后就是换行10，Windows下回车是先回车回到首行，再换行，即13 10】(执行第一次getchar实际上是执行getc的else语句，填充缓存区后_cnt=2,_prt指向0位置，执行完后_cnt=1,_prt指向1位置),第二次执行getchar时，调用getc不会再执行else语句，执行的是if语句，故第二次不再等待用户输入了，直接执行，执行后cnt=0,prt指向位置2,并返回ptr指向位置1时的结果，即10，由于10为换行键，当执行遇到此时，会在执行完后清空缓存，ptr重新指向了位置0，cnt=0。

当输入abc的时候分析一样，只不过扫行了第二个getchar后，cnt=2,ptr指向了位置2。

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