嵌入式Linux系统编程 — 4.1 字符串输入输出

1 字符串输出

1.1 字符串输出函数简介

1.2 示例程序

2 字符串输入

2.1 字符串输入简介

2.2 示例程序

程序运行时，需打印信息至标准输出 stdout 设备或标准错误 stderr设备（譬如屏幕），如调试信息、报错信息、中间产生的变量的值等，以监控和分析状态。同时，程序还需从stdin（如键盘）读取并解析字符串。

1 字符串输出

1.1 字符串输出函数简介

常用的字符串输出函数有 printf()、putchar()、 puts()、 fputc()、 fputs()。我们经常使用 printf()函数来输出字符串信息，而并没有使用到 putchar()、 puts()、 fputc()、 fputs()这些函数，原因在于printf()可以按照自己规定的格式输出字符串信息，一般称为格式化输出；而 putchar()、 puts()、 fputc()、 fputs()这些函数只能输出字符串，不能进行格式转换。

与 printf()一样， putchar()、 puts()、 fputc()、 fputs()这些函数也是标准 I/O 函数，属于标准 C 库函数，所以需要包含头文件<stdio.h>，并且它们也使用 stdio 缓冲。

putchar()、puts()、fputc() 和 fputs() 是用于输出字符串的基本函数，它们的特点如下：

putchar() 用来输出单个字符。
puts() 用于输出一个字符串，并且会在字符串末尾自动添加换行符。
fputc() 功能类似于 putchar()，但它可以指定输出到任意文件流，而不仅仅是标准输出。
fputs() 则用于向指定的文件流输出字符串，不会自动添加换行符。

函数的原型如下：

#include <stdio.h>

int putchar(int c); // 输出单个字符 c 到 stdout
int puts(const char *s); // 输出字符串 s 到 stdout，并在末尾添加换行符
int fputc(int c, FILE *stream); // 将字符 c 输出到指定的文件流 stream
int fputs(const char *s, FILE *stream); // 将字符串 s 输出到指定的文件流 stream

1.2 示例程序

#include <stdio.h>

int main() 
{
    char greeting[] = "Hello, World!";
    char name[] = "Linux";

    // 使用 puts 输出字符串，末尾自动添加换行符
    puts(greeting);

    // 使用 putchar 输出单个字符，每次调用输出一个字符
    putchar('H');
    putchar('i');
    putchar('\n');

    // 使用 fputc 输出单个字符到标准错误流 stderr
    fputc('!', stderr);

    // 使用 fputs 输出字符串到标准输出流 stdout，不自动添加换行符
    fputs("Put: ", stdout);
    fputs(name, stdout);
    putchar('\n'); // 手动添加换行符

    return 0;
}

使用 puts() 输出了一个字符串 "Hello, World!"，然后使用 putchar() 分别输出了 "Hi" 和换行符。接着使用 fputc() 将字符 '!' 输出到了标准错误流 stderr。最后使用 fputs() 输出了 "Kimi says: " 和字符串 "Kimi"，然后手动添加了一个换行符。运行结果如下：

2 字符串输入

2.1 字符串输入简介

常用的字符串输入函数有 gets()、 getchar()、 fgetc()、 fgets()。与 printf()对应，在 C 库函数中同样也提供了格式化输入函数 scanf()。 scanf()与 gets()、 getchar()、 fgetc()、 fgets()这些函数相比，在功能上确实有它的优势，但是在使用上不如它们方便、简单、更易于使用。

与 scanf()一样， gets()、 getchar()、 fgetc()、 fgets()这些函数也是标准 I/O 函数，属于标准 C 库函数，所以需要包含头文件<stdio.h>，并且它们也使用 stdio 缓冲。

gets()、 getchar()、 fgetc()、 fgets()的特点如下：

gets() 函数是不安全的，因为它不检查目标缓冲区的大小，可能会导致缓冲区溢出。因此，它已经被废弃，不推荐使用。作为替代，应该使用 fgets()。
getchar() 函数用于从标准输入读取单个字符。
fgetc() 函数用于从指定的文件流读取单个字符，通常用于标准输入。
fgets() 函数用于从指定的文件流读取一行数据，最多读取 size-1 个字符，并将结果存储在字符串 s 中。它在读取到换行符时会将其存储在缓冲区中，但不会输出到 stdout。

函数原型如下：

char *gets(char *s); // 从 stdin 读取一行数据到字符串 s，直到遇到换行符或 EOF，不推荐使用，已废弃
int getchar(void); // 从 stdin 读取下一个字符
int fgetc(FILE *stream); // 从指定的文件流 stream 读取下一个字符
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream); // 从指定的文件流 stream 读取最多 size-1 个字符到字符串 s，直到遇到换行符、EOF 或最大字符数限制

2.2 示例程序

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char buffer[100];
    char ch;

    // 使用 getchar() 读取单个字符
    printf("Press a key: ");
    ch = getchar(); // 读取单个字符
    // 清除换行符
    while (getchar() != '\n') continue; // 循环直到遇到换行符
    printf("You pressed: %c\n", ch);

    // 使用 fgets() 读取一行文本
    printf("Enter a sentence: ");
    fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin); // 读取一行文本
    // 去除末尾的换行符
    if (buffer[strlen(buffer) - 1] == '\n') {
        buffer[strlen(buffer) - 1] = '\0';
    }
    printf("You entered: %s\n", buffer);

    // 使用 fgetc() 读取单个字符
    printf("Press another key: ");
    ch = fgetc(stdin); // 读取单个字符
    // 清除换行符
    while (getchar() != '\n') continue; // 清除换行符
    printf("You pressed again: %c\n", ch);

    return 0;
}

程序演示了如何使用 getchar()、fgets() 和 fgetc() 函数从标准输入读取数据。