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博客主页： [小ᶻ☡꙳ᵃⁱᵍᶜ꙳] 本文专栏: C++

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💯前言

• 在 C++ 编程中，字符串输入与处理是一个基础而又非常重要的环节。在实际开发中，我们常常会遇到处理用户输入字符串的需求，无论是简单的单词输入，还是带有空格的整行输入，都需要对相关的函数和方法有一个全面的理解。本文将通过具体的代码示例和深入的分析，全面梳理 C++ 中字符串输入的常用方法，包括 scanf、cin、fgets、getchar 等，同时补充扩展了其工作原理和最佳实践，帮助读者系统地掌握这一内容。
  C++ 参考手册
  
  字符数组是 C 和 C++ 中处理字符串的重要工具。在输入字符串时，我们需要注意以下几个关键问题：

1. 空格处理问题：默认的输入函数如 scanf 和 cin 会在遇到空格时停止读取，这会限制我们处理多词字符串（如带空格的句子）。
2. 安全性问题：如果输入的字符串长度超过数组大小，可能导致缓冲区溢出，造成程序运行错误甚至潜在的安全漏洞。
3. 灵活性问题：如何根据需求选择合适的输入方式，如逐字符读取或限制输入长度。

接下来，我们将以实际的代码示例为基础，从基础到高级，一步步探讨如何在 C 和 C++ 中处理字符数组输入。

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💯1. 基础方法：scanf 和 cin 的使用

1.1 使用 scanf 实现简单字符串输入

示例代码

#include <cstdio>

int main() {
    char arr[20] = {0}; // 初始化字符数组
    scanf("%s", arr); // 输入到字符数组中
    printf("%s", arr); // 输出字符数组内容
    return 0;
}

行为分析

1. 读取规则：scanf("%s", arr) 从标准输入读取一个字符串，遇到空格、换行符或制表符时停止。
2. 自动添加结束符：读取的字符串末尾会自动加上 \0，以标识字符串结束。

示例输入与输出

• 输入：abc def
• 输出：abc

优缺点

• 优点：代码简单，适用于读取单个单词的场景。
• 缺点：无法读取包含空格的字符串，如句子或地址。
• 安全隐患：如果输入字符串长度超过数组容量，会导致缓冲区溢出。

改进建议

为了避免溢出，可以使用格式化限制符，如：

scanf("%19s", arr); // 限制最多读取 19 个字符

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1.2 使用 cin 实现字符串输入

示例代码

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char arr[20] = {0};
    cin >> arr; // 输入到字符数组中
    cout << arr << endl; // 输出字符数组内容
    return 0;
}

行为分析

1. 默认行为：cin 会忽略输入的空白字符（如空格、换行符），并在遇到下一个空白字符时停止。
2. 末尾加 \0：和 scanf 类似，读取的字符串末尾会自动加上 \0。

示例输入与输出

• 输入：abc def
• 输出：abc

优缺点

• 优点：比 scanf 更加现代化，推荐在 C++ 中使用。
• 缺点：同样无法处理包含空格的字符串。
• 安全性：cin 不会限制输入长度，因此也可能导致缓冲区溢出。

改进建议

为了避免输入溢出，推荐使用 std::getline（见后续内容）替代 cin。

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💯2. 从数组特定位置开始输入

有时，我们希望从字符数组的特定位置（而非起始位置）开始存储输入数据。这可以通过地址偏移实现。

2.1 使用 scanf 实现偏移输入

示例代码

#include <cstdio>

int main() {
    char arr[20] = {0};
    scanf("%s", arr + 2); // 从 arr[2] 开始存储输入
    printf("%s", arr + 2); // 输出从 arr[2] 开始的内容
    return 0;
}

2.2 使用 cin 实现偏移输入

示例代码

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char arr[20] = {0};
    cin >> (arr + 1); // 从 arr[1] 开始存储输入
    cout << (arr + 1) << endl; // 输出从 arr[1] 开始的内容
    return 0;
}

行为分析

• 通过数组地址偏移（如 arr + 2），可以从数组的特定位置开始存储输入数据。
• 要注意数组的大小是否足够，避免越界。

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💯3. 读取整行字符串：解决空格问题

为了读取包含空格的整行字符串，可以选择以下方法。

3.1 使用 scanf 的格式修饰符

示例代码

#include <cstdio>

int main() {
    char arr[50] = {0};
    scanf("%[^\n]", arr); // 读取整行，直到遇到换行符
    printf("%s\n", arr);
    return 0;
}

行为分析

• %[^\n]：表示从输入中读取所有字符，直到遇到换行符为止。
• 自动加结束符：读取完毕后，scanf 会自动在字符串末尾添加 \0。

示例输入与输出

• 输入：abc def
• 输出：abc def

优缺点

• 优点：可以读取包含空格的整行字符串。
• 缺点：需要手动限制输入长度，防止溢出。

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3.2 使用 fgets

示例代码

#include <cstdio>

int main() {
    char arr[50] = {0};
    fgets(arr, sizeof(arr), stdin); // 从标准输入读取一行
    printf("%s\n", arr);
    return 0;
}

行为分析

• 读取规则：fgets 会读取最多 sizeof(arr) - 1 个字符，并在末尾自动加上 \0。
• 换行符保留：如果输入包含换行符，fgets 会将其保留在结果中。

示例输入与输出

• 输入：abc def
• 输出：abc def\n

优缺点

• 优点：更加安全，避免缓冲区溢出。
• 缺点：需要手动处理换行符（如果不需要换行符）。

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3.3 使用 getchar 逐字符读取

示例代码

#include <cstdio>

int main() {
    char arr[50] = {0};
    int ch, i = 0;
    while ((ch = getchar()) != '\n' && i < sizeof(arr) - 1) {
        arr[i++] = ch;
    }
    printf("%s\n", arr);
    return 0;
}

行为分析

• 逐字符读取：getchar 每次从输入中读取一个字符，直到遇到换行符为止。
• 灵活性高：可以根据需要自定义读取逻辑，例如跳过某些字符。

优缺点

• 优点：逐字符读取，灵活控制输入逻辑。
• 缺点：实现复杂，容易出错。

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💯4. 总结与建议

方法对比

方法	支持空格输入	自动限制长度	使用难度	推荐程度
scanf("%s")	否	否	简单	⭐
scanf("%[^\n]")	是	否	中等	⭐⭐
fgets	是	是	简单	⭐⭐⭐⭐⭐
getchar	是	否	中等	⭐⭐⭐

推荐实践

1. 读取单词：使用 scanf("%s") 或 cin。
2. 读取整行：推荐使用 fgets，更加安全。
3. 逐字符处理：在需要灵活读取的场景下，使用 getchar。

通过合理选择方法，我们可以高效且安全地处理用户输入的字符串内容。如果您有进一步的问题或应用场景，欢迎深入探讨！

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