你已經學會了使用printf
來打印變量,這非常不錯,但是還需要學習更多。這個練習中你會用到fscanf
和fgets
在結構體重構建關于一個人的信息。在這個關于讀取輸入的簡介之后,你會得到C語言IO函數(shù)的完整列表。其中一些你已經見過并且使用過了,所以這個練習也是一個記憶練習。
#include <stdio.h>
#include "dbg.h"
#define MAX_DATA 100
typedef enum EyeColor {
BLUE_EYES, GREEN_EYES, BROWN_EYES,
BLACK_EYES, OTHER_EYES
} EyeColor;
const char *EYE_COLOR_NAMES[] = {
"Blue", "Green", "Brown", "Black", "Other"
};
typedef struct Person {
int age;
char first_name[MAX_DATA];
char last_name[MAX_DATA];
EyeColor eyes;
float income;
} Person;
int main(int argc, char *argv[])
{
Person you = {.age = 0};
int i = 0;
char *in = NULL;
printf("What's your First Name? ");
in = fgets(you.first_name, MAX_DATA-1, stdin);
check(in != NULL, "Failed to read first name.");
printf("What's your Last Name? ");
in = fgets(you.last_name, MAX_DATA-1, stdin);
check(in != NULL, "Failed to read last name.");
printf("How old are you? ");
int rc = fscanf(stdin, "%d", &you.age);
check(rc > 0, "You have to enter a number.");
printf("What color are your eyes:\n");
for(i = 0; i <= OTHER_EYES; i++) {
printf("%d) %s\n", i+1, EYE_COLOR_NAMES[i]);
}
printf("> ");
int eyes = -1;
rc = fscanf(stdin, "%d", &eyes);
check(rc > 0, "You have to enter a number.");
you.eyes = eyes - 1;
check(you.eyes <= OTHER_EYES && you.eyes >= 0, "Do it right, that's not an option.");
printf("How much do you make an hour? ");
rc = fscanf(stdin, "%f", &you.income);
check(rc > 0, "Enter a floating point number.");
printf("----- RESULTS -----\n");
printf("First Name: %s", you.first_name);
printf("Last Name: %s", you.last_name);
printf("Age: %d\n", you.age);
printf("Eyes: %s\n", EYE_COLOR_NAMES[you.eyes]);
printf("Income: %f\n", you.income);
return 0;
error:
return -1;
}
這個程序非常簡單,并且引入了叫做fscanf
的函數(shù),意思是“文件的格式化輸入”。scanf
家族的函數(shù)是printf
的反轉版本。printf
用于以某種格式打印數(shù)據(jù),然而scanf
以某種格式讀?。ɑ蛘邟呙瑁┹斎?。
文件開頭沒有什么新的東西,所以下面只列出main
所做的事情:
ex24.c:24-28
創(chuàng)建所需的變量。
ex24.c:30-32
使用fgets
函數(shù)獲取名字,它從輸入讀取字符串(這個例子中是stdin
),但是確保它不會造成緩沖區(qū)溢出。
ex24.c:34-36
對you.last_name
執(zhí)行相同操作,同樣使用了fgets
。
ex24.c:38-39
使用fscanf
來從stdin
讀取整數(shù),并且將其放到you.age
中。你可以看到,其中使用了和printf
相同格式的格式化字符串。你也應該看到傳入了you.age
的地址,便于fsnaf
獲得它的指針來修改它。這是一個很好的例子,解釋了使用指向數(shù)據(jù)的指針作為“輸出參數(shù)”。
ex24.c:41-45
打印出用于眼睛顏色的所有可選項,并且?guī)в?code>EyeColor枚舉所匹配的數(shù)值。
ex24.c:47-50
再次使用了fscanf
,從you.eyes
中獲取數(shù)值,但是保證了輸入是有效的。這非常重要,因為用戶可以輸入一個超出EYE_COLOR_NAMES
數(shù)組范圍的值,并且會導致段錯誤。
ex24.c:52-53
獲取you.income
的值。
ex24.c:55-61
將所有數(shù)據(jù)打印出來,便于你看到它們是否正確。要注意EYE_COLOR_NAMES
用于打印EyeColor
枚舉值實際上的名字。
當你運行這個程序時,你應該看到你的輸入被適當?shù)剞D換。你應該嘗試給它非預期的輸入,看看程序是怎么預防它的。
$ make ex24
cc -Wall -g -DNDEBUG ex24.c -o ex24
$ ./ex24
What's your First Name? Zed
What's your Last Name? Shaw
How old are you? 37
What color are your eyes:
1) Blue
2) Green
3) Brown
4) Black
5) Other
> 1
How much do you make an hour? 1.2345
----- RESULTS -----
First Name: Zed
Last Name: Shaw
Age: 37
Eyes: Blue
Income: 1.234500
這個程序非常不錯,但是這個練習中真正重要的部分是,scanf
如何發(fā)生錯誤。對于簡單的數(shù)值轉換沒有問題,但是對于字符串會出現(xiàn)問題,因為scanf
在你讀取之前并不知道緩沖區(qū)有多大。類似于gets
的函數(shù)(并不是fgets
,不帶f
的版本)也有一個我們已經避免的問題。它并不是道輸入緩沖區(qū)有多大,并且可能會使你的程序崩潰。
要演示fscanf
和字符串的這一問題,需要修改使用fgets
的那一行,使它變成fscanf(stdin, "%50s", you.first_name)
,并且城市再次運行。你會注意到,它讀取了過多的內容,并且吃掉了你的回車鍵。這并不是你期望它所做的,你應該使用fgets
而不是去解決古怪的scanf
問題。
接下來,將fgets
改為gets
,接著使用valgrind
來執(zhí)行valgrind ./ex24 < /dev/urandom
,往你的程序中輸入一些垃圾字符串。這叫做對你的程序進行“模糊測試”,它是一種不錯的方法來發(fā)現(xiàn)輸入錯誤。這個例子中,你需要從/dev/urandom
文件來輸入一些垃圾,并且觀察它如何崩潰。在一些平臺上你需要執(zhí)行數(shù)次,或者修改MAX_DATA
來使其變小。
gets
函數(shù)非常糟糕,以至于一些平臺在程序運行時會警告你使用了gets
。你應該永遠避免使用這個函數(shù)。
最后,找到you.eyes
輸入的地方,并移除對其是否在正確范圍內的檢查。然后,為它輸入一個錯誤的數(shù)值,比如-1或者1000。在Valgrind
執(zhí)行這些操作,來觀察會發(fā)生什么。
譯者注:根據(jù)最新的C11標準,對于輸入函數(shù),你應該總是使用
_s
后綴的安全版本。對于向字符串的輸出函數(shù),應該總是使用C99中新增的帶n
的版本,例如snprintf
。如果你的編譯器支持新版本,就不應該使用舊版本的不安全函數(shù)。
這是一個各種IO函數(shù)的簡單列表。你應該查詢每個函數(shù)并為其創(chuàng)建速記卡,包含函數(shù)名稱,功能和它的任何變體。
fscanf
fgets
fopen
freopen
fdopen
fclose
fcloseall
fgetpos
fseek
ftell
rewind
fprintf
fwrite
fread
過一遍這些函數(shù),并且記住它們的不同變體和它們的功能。例如,對于fscanf
的卡片,上面應該有scanf
、sscanf
、vscanf
,以及其它。并且在背面寫下每個函數(shù)所做的事情。
最后,為了獲得這些卡片所需的信息,使用man
來閱讀它的幫助。例如,fscanf
幫助頁由man fscanf
得到。
fscanf
的版本。你需要使用類似于atoi
的函數(shù)來將輸入的字符串轉換為數(shù)值。scanf
來代替fscanf
,并觀察有什么不同。scanf
編寫函數(shù),按照文件名讀取文件內容,每次讀取單個字符,但是不要越過(文件和緩沖區(qū)的)末尾。使這個函數(shù)接受字符串大小來更加通用,并且確保無論什么情況下字符串都以'\0'
結尾。