GetChar緩存機制深入剖析

更新時間：2013年09月13日 10:16:29 作者：

以下是對GetChar緩存機制進行了詳細的介紹，需要的朋友可以過來參考下

與緩存區(qū)相關(guān)最常見的操作就是字符的輸入與輸出操作getchar,getc,getch,getche,gets系列函數(shù)。

第一個例子(與getchar有關(guān))：

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

代碼如上，當(dāng)輸入一個字符按下回車后程序沒有等待你二次輸入就結(jié)束了，而且無論輸入什么運行結(jié)果均是10,是不是很奇怪(反正我第一次遇到時感覺是很奇怪)，更奇怪的是當(dāng)你一次性輸入多個字符如abcd結(jié)果又正確的打印出了98,為什么呢？這就是緩沖區(qū)的原因。

解釋如下：getchar定義在stdio.h文件中，我們在stdio.h中可以找到其相關(guān)的定義：

復(fù)制代碼代碼如下:

#define getchar()         getc(stdin)//即getchar等同于調(diào)用getc(stdin) 

我們又找到getc的定義

復(fù)制代碼代碼如下:

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

將其展開即得：

復(fù)制代碼代碼如下:

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

復(fù)制代碼代碼如下:

else  
        return filbuf(stdin);  

代碼譯如下stdin是標準輸入流，查看MSDN與stdio.h中可以看到定義如下：

Stdio.h中：

復(fù)制代碼代碼如下:

#define stdin (&_iob[0])

跟蹤即可得：

復(fù)制代碼代碼如下:

_CRTIMP extern FILE _iob[];

從上面代碼可得_iob是FILE結(jié)構(gòu)類型的，查看stdio.h中可以看到FILE結(jié)構(gòu)體定義如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

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

從FILE結(jié)構(gòu)中我們可以得到了上面getc宏定義中使用的_cnt,_ptr成員，但這些都是次要的，我們應(yīng)該不難發(fā)現(xiàn)有這樣幾個成員_bufsize,_base分別對應(yīng)的是緩沖區(qū)大小，緩沖區(qū)基地址，從這里得到一個顯而意見的結(jié)論就是getchar函數(shù)使用了緩沖機制。(_cnt對應(yīng)的是緩沖區(qū)的輸入的字節(jié)數(shù)目，_ptr對應(yīng)的是讀指針的位置)

getc宏定義詳解

復(fù)制代碼代碼如下:

--(stdin)->_cnt>=0

此句判斷是否緩沖區(qū)內(nèi)有數(shù)據(jù)，有的話就減一（表示又讀了一個），并讀取數(shù)據(jù)return 0xff&*(stdin)->ptr++,讀完成后，將讀指針向前移一個位置【重要】

好了，講了這么多都是鋪墊，現(xiàn)在回到正題為什么會出現(xiàn)上述結(jié)果:)

出現(xiàn)上述結(jié)果追根結(jié)底還是由于getchar函數(shù)使用了緩沖(看了上面的，我想大家也知道了，確實使用了緩沖)，當(dāng)輸入一個字符按下回車后程序沒有等待你二次輸入就結(jié)束了，而且無論輸入什么運行結(jié)果均是10，這是因為當(dāng)用戶輸入了一個字符后，并按下回車后，緩沖中會存入用戶輸入的字符以及換行鍵的ASCII碼(10 ~)【略去的回車的ASCII碼13，可能是為了跨平臺，在Linux下，回車后就是換行10，Windows下回車是先回車回到首行，再換行，即13 10】(執(zhí)行第一次getchar實際上是執(zhí)行g(shù)etc的else語句，填充緩存區(qū)后_cnt=2,_prt指向0位置，執(zhí)行完后_cnt=1,_prt指向1位置),第二次執(zhí)行g(shù)etchar時，調(diào)用getc不會再執(zhí)行else語句，執(zhí)行的是if語句，故第二次不再等待用戶輸入了，直接執(zhí)行，執(zhí)行后cnt=0,prt指向位置2,并返回ptr指向位置1時的結(jié)果，即10，由于10為換行鍵，當(dāng)執(zhí)行遇到此時，會在執(zhí)行完后清空緩存，ptr重新指向了位置0，cnt=0。

當(dāng)輸入abc的時候分析一樣，只不過掃行了第二個getchar后，cnt=2,ptr指向了位置2。

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